Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ЭФФЕКТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ'

ОЦЕНКА ЭФФЕКТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
54
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОПРЕПАРАТЫ / МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ / ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН / ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ХЛОРОФИЛЛА / SPAD-502

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Мартынов А.А., Боме Н.А., Базюк Д.А., Юркова В.А.

Проведено изучение изменчивости морфофизиологических признаков растений яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) сортов Тюменская 25 и Шортандинская 95 улучшенная под влиянием биопрепаратов АФГ, АФГ-В, Бисолбисан, Бисолбифит, Экстрасол, Альбит, Цитогумат и Штаммы (бактерии родов Bacillus simplex 948 Р-1 TS и Bacillus megaterium 312 TS). Выращивание растений выполнено в вегетационных сосудах на фитостеллаже при температуре 22-24°С, освещении 5 тыс. люкс, фотопериод: день - 16 часов, ночь - 8 часов, повторность опыта трехкратная. Выявлен стимулирующий эффект биопрепаратов на прорастание семян, длину побега и корней, содержание хлорофилла в листьях. Ответная реакция сортов на предпосевную обработку семян была неоднозначной, наибольший эффект получен у сорта Шортандинская 95 улучшенная.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Мартынов А.А., Боме Н.А., Базюк Д.А., Юркова В.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

AN EVALUATION OF THE EFFECT OF BIOLOGICAL TREATMENT OF SPRING SOFT WHEAT SEEDS (TRITICUM AESTIVUM L.) IN LABORATORY CONDITIONS

The variability of morphophysiological characters of spring soft wheat (Triticum aestivum L.) Tyumenskaya 25 and Shortandinskaya 95 improved varieties under the influence of biological drugs AFG, AFG-B, Bisolbisan, Bisolbifit, Extrasol, Albit, Cytogumat and bacteria (genera Bacillus simplex 948 P-1 TS and Bacillus megaterium 312 TS) was studied. Plants were grown in vegetative vessels on a phytoshelf at the temperature 22-24°C, illumination 5,000 lux, photoperiod: day - 16 hours, night - 8 hours, repeating the experiment three times. The stimulating effect of biological drugs on seed germination, shoot and root length, chlorophyll content in leaves was revealed. The response of varieties to pre-sowing seed treatment was ambiguous, the greatest effect was obtained in the variety Shortandinskaya 95 improved.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ЭФФЕКТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ»

СЕЛЕКЦИЯ, СЕМЕНОВОДСТВО И БИОТЕХНОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ / PLANT BREEDING, SEED

PRODUCTION AND BIOTECHNOLOGY

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.129.67

ОЦЕНКА ЭФФЕКТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (TRITICUM AESTIVUM L.) В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Научная статья

Мартынов А.А.1' *, Боме Н.А.2, Базюк Д.А.3, Юркова В.А.4

1 ORCID : 0000-0003-3498-9497;

3 ORCID : 0000-0001-7676-9260;

4 ORCID : 0000-0001-9653-4194;

1 2 3 4 Тюменский государственный университет, Тюмень, Российская Федерация

* Корреспондирующий автор (m76549[at]gmail.com)

Аннотация

Проведено изучение изменчивости морфофизиологических признаков растений яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) сортов Тюменская 25 и Шортандинская 95 улучшенная под влиянием биопрепаратов АФГ, АФГ-В, Бисолбисан, Бисолбифит, Экстрасол, Альбит, Цитогумат и Штаммы (бактерии родов Bacillus simplex 948 Р-1 TS и Bacillus megaterium 312 TS). Выращивание растений выполнено в вегетационных сосудах на фитостеллаже при температуре 22-24°С, освещении 5 тыс. люкс, фотопериод: день - 16 часов, ночь - 8 часов, повторность опыта трехкратная. Выявлен стимулирующий эффект биопрепаратов на прорастание семян, длину побега и корней, содержание хлорофилла в листьях. Ответная реакция сортов на предпосевную обработку семян была неоднозначной, наибольший эффект получен у сорта Шортандинская 95 улучшенная.

Ключевые слова: биопрепараты, морфофизиологические параметры, всхожесть семян, динамика изменения хлорофилла, SPAD-502.

AN EVALUATION OF THE EFFECT OF BIOLOGICAL TREATMENT OF SPRING SOFT WHEAT SEEDS (TRITICUM AESTIVUM L.) IN LABORATORY CONDITIONS

Research article

Martinov A.A.1' *, Bome N.A.2, Bazyuk D.A.3, Yurkova V.A.4

1 ORCID : 0000-0003-3498-9497;

3 ORCID : 0000-0001-7676-9260;

4 ORCID : 0000-0001-9653-4194;

i, 2, 3, 4 University of Tyumen, Tyumen, Russian Federation

* Corresponding author (m76549[at]gmail.com)

Abstract

The variability of morphophysiological characters of spring soft wheat (Triticum aestivum L.) Tyumenskaya 25 and Shortandinskaya 95 improved varieties under the influence of biological drugs AFG, AFG-B, Bisolbisan, Bisolbifit, Extrasol, Albit, Cytogumat and bacteria (genera Bacillus simplex 948 P-1 TS and Bacillus megaterium 312 TS) was studied. Plants were grown in vegetative vessels on a phytoshelf at the temperature 22-24°C, illumination 5,000 lux, photoperiod: day - 16 hours, night - 8 hours, repeating the experiment three times. The stimulating effect of biological drugs on seed germination, shoot and root length, chlorophyll content in leaves was revealed. The response of varieties to pre-sowing seed treatment was ambiguous, the greatest effect was obtained in the variety Shortandinskaya 95 improved.

Keywords: biological drugs, morphophysiological parameters, seed germination, chlorophyll dynamics, SPAD-502.

Введение

Среди многих приемов, улучшающих адаптацию сельскохозяйственных растений к воздействию стресс-факторов, в последнее время широко используются методы инокуляции семян биологическими препаратами. Связанно это с тем, что химические средства защиты растений от болезней и вредителей рассматриваются как один из основных приемов подготовки семян к посеву. Вместе с тем хорошо известно их негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека из-за высокой токсичности, а также способности накапливаться в растительной продукции, воде, атмосферном воздухе и почве [1].

Получены положительные результаты по применению микроорганизмов рода Bacillus spp. на пшенице, обеспечивающих повышение устойчивости растений к засухе за счет позитивного моделирования процессов метаболизма, изменения архитектуры корневой системы, улучшения доступности и усвояемости элементов минерального питания [2].

Для понимания механизма действия препаратов, подбора соответствующей концентрации и технологии обработки семян к числу перспективных методов относят лабораторные эксперименты. Изучение ростовых процессов на начальных этапах онтогенеза растений в контролируемых условиях по изменчивости морфофизиологических параметров дает возможность минимизировать влияние факторов окружающей среды [3].

Методы и принципы исследования

Работа выполнена в Институте биологии Тюменского государственного университета в лаборатории биотехнологических и микробиологических исследований. Объект исследования - сорта яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) Тюменская 25 и Шортандинская 95 улучшенная.

Предпосевная обработка семян проводилась с использованием восьми биопрепаратов: АФГ, АФГ-В, Экстрасол, Альбит, Бисолбифит, Бисолбисан, Цитогумат, Консорциум штаммов Bacillus simplex 948 Р-1 TS и Bacillus megaterium 312 TS.

В соответствии с рекомендациями производителей биопрепараты АФГ, АФГ-В, Цитогумат и Штаммы растворяли в соотношении 20 мл препарата на 80 мл дистиллированной воды, Альбит, Бисолбисан и Экстрасол - в соотношении 80 мл препарата на 20 мл воды, Бисолбифит - 0,5 г порошка на 100 мл воды. Семена в течение 3 часов выдерживали в растворах биопрепаратов, контроль - в дистиллированной воде.

Посев семян и выращивание растений яровой пшеницы выполнены в вегетационных сосудах из инертного материала, емкостью 1,4 л, заполненных универсальным почвенным грунтом из расчета 300 г на сосуд.

В каждый сосуд высевали по 20 семян на глубину 2 см, в трехкратной повторности. Сосуды размещали рандомизировано на фитостеллаже. В период проведения эксперимента поддерживалась температура 22-24°С, освещенность 5 тыс. люкс, фотопериод из расчета 16 часов - день, 8 часов - ночь. Продолжительность эксперимента составила 10 суток; на 3, 5 и 7 сутки в каждый вегетационный сосуд вносили 80 мл дистиллированной воды для поддержания оптимальной влажности почвенного субстрата.

Для комплексной оценки эффективности каждого биопрепарата ежедневно проводили наблюдения за ростом и развитием растений пшеницы с учетом следующих морфофизиологических признаков: всхожесть семян, длина побега и корней, число корней и листьев, динамика накопления хлорофилла в листьях, сырая масса надземной части и корней растений.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по стандартным методикам. Рассчитаны: средняя арифметическая (Хср.), стандартная ошибка средней арифметической (Sx), коэффициент вариации (CV, %), достоверность различий между вариантами по критерию Стьюдента [4], [5].

Основные результаты

Одним из основных показателей, характеризующих биологические свойства семян, является их способность к прорастанию и укоренению проростков. Для понимания влияния биопрепаратов на всхожесть семян в вегетационных сосудах выполняли подсчет всходов на 3 и 10 сутки от начала эксперимента (рис. 1).

Рисунок 1 - Сравнение сортов яровой пшеницы по динамике всхожести семян в контроле и опытных вариантах

DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.1

Примечание: различия достоверны на уровне Р > 0,05: * - при сравнении контроля и вариантов с биопрепаратами; ▲ - при сравнении между сортами

У сорта Тюменская 25 по всхожести семян не выявлено достоверных различий между контролем и опытными вариантами, как на 3, так и на 10 сутки.

При рассмотрении сорта Шортандинская 95 отмечено положительное влияние биопрепаратов на количество нормально проросших семян на 3 сутки, среди которых достоверное отличие от контроля (выше на 20-23%) было в опытных вариантах АФГ-В, Экстрасол, Штаммы. При этом стоит отметить, что исследуемый показатель на 10 сутки был на уровне контроля.

Сравнение двух сортов по всхожести семян показало, что применение биопрепаратов привело к повышению процента проросших семян у сорта Шортандинская 95. Достоверное отличие зафиксировано в вариантах с АФГ-В, Экстрасолом, Альбитом и Штаммами на 3 сутки. Также отмечено, что эффект от Альбита и Штаммов сохраняется на 10 сутки, что подтверждено статистически.

Морфометрические параметры оценивали на 10 сутки, для этого все растения извлекали из сосудов и выполняли необходимые промеры.

По числу зародышевых корней у сорта Тюменская 25 достоверное снижение по сравнению с контролем обнаружено в вариантах с Бисолбифитом, Экстрасолом, Альбитом и Штаммами, при этом длина корней увеличивалась под действием Экстрасола и оставалась на уровне контроля в вариантах с другими препаратами (табл. 1).

Степень изменчивости числа корней была в диапазоне от слабой (CV=6,44%, Контроль) до средней (CV=15,27%, Бисолбисан). Вариабельность признака длины корней была выражена сильнее, что подтверждено пределами коэффициента вариации от 14,03% (АФГ) до 23,29% (Бисолбисан).

Таблица 1 - Морфометрические параметры растений сорта яровой пшеницы Тюменская 25 DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.2

Варианты опыта Число корней, шт. Длина корней, см Длина побега, см

Х±тх Х±тх Х±тх

5 сутки 7 сутки 10 сутки

Контроль 5,0 ± 0,06 14,0 ± 0,50 12,1 ± 0,56 18,2 ± 0,46 26,7 ± 0,69

АФГ 4,9 ± 0,12 14,1 ± 0,36 12,4 ± 0,42 19,2 ± 0,28 24,6 ± 0,47*

АФГ - В 5,0 ± 0,12 15,2 ± 0,52 12,6 ± 0,46 19,1 ± 0,36 27,0 ± 0,64

Бисолбисан 4,8 ± 0,13 15,2 ± 0,65 13,6 ± 0,24* 19,0 ± 0,35 26,0 ± 0,79

Бисолбифит 4,8 ± 0,08* 14,3 ± 0,40 12,4 ± 0,44 18,1 ± 0,38 25,7 ± 0,73

Экстрасол 4,6 ± 0,11* 15,6 ± 0,60* 12,8 ± 0,26 18,5 ± 0,44 25,9 ± 0,64

Альбит 4,5 ± 0,16* 13,9 ± 0,50 12,7 ± 0,38 18,9 ± 1,11 27,5 ± 0,68

Цитогумат 4,9 ± 0,09 14,2 ± 0,47 12,8 ± 0,40 19,4 ± 0,32* 27,4 ± 0,81

Штаммы 4,7 ± 0,10* 14,5 ± 0,44 11,6 ± 0,65 18,1 ± 0,54 26,3 ± 0,82

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны на уровне Р > 0,05

При измерении длины побегов в разные сроки обнаружен стимулирующий эффект на 5 сутки под влиянием Бисолбисана, на 7 сутки - Цитогумата. На 10 сутки опытные варианты (исключение с препаратом АФГ) существенно не отличались от контроля. Была обнаружена средняя степень варьирования признака в контроле и всех опытных вариантах.

По числу корней растений сорта Шортандинская 95 улучшенная статистически достоверных различий между контролем и вариантами с биопрепаратами не обнаружено (табл. 2). Изменчивость признака была в диапазоне от 9,54% (Альбит, Бисолбисан) до 17,9% (Контроль). Максимальное значение коэффициента вариации в сосудах без обработки семян препаратами может косвенно свидетельствовать о неравномерном развитии растений в раннем онтогенезе.

Таблица 2 - Морфометрические параметры растений сорта Шортандинская 95 DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.3

Варианты опыта Число корней, шт. Длина корней, см Длина побега, см

Х±тх Х±тх Х±тх

5 сутки 7 сутки 10 сутки

Контроль 4,6 ± 0,15 16,0 ± 0,42 7,3 ± 0,36 16,3 ± 0,37 24,6 ± 0,25

АФГ 4,8 ± 0,10 16,3 ± 0,37 8,3 ± 0,22* 16,4 ± 0,42 23,6 ± 0,43*

АФГ - В 4,8 ± 0,10 16,9 ± 0,30 8,7 ± 0,25* 17,1 ± 0,33 25,2 ± 0,28

Бисолбисан 4,8 ± 0,08 16,5 ± 0,52 8,2 ± 0,25* 17,2 ± 0,31 25,0 ± 0,28

Бисолбифит 4,8 ± 0,10 18,0 ± 0,48* 8,6 ± 0,22* 16,3 ± 0,49 24,3 ± 0,36

Экстрасол 4,7 ± 0,12 15,9 ± 0,53 8,7 ± 0,26* 16,6 ± 0,31 23,8 ± 0,27*

Альбит 4,8 ± 0,08 17,6 ± 0,48* 8,7 ± 0,26* 17,3 ± 0,21* 24,2 ± 0,30

Цитогумат 4,7 ± 0,10 16,4 ± 0,36 8,5 ± 0,24* 16,4 ± 0,41 24,7 ± 0,38

Штаммы 4,7 ± 0,11 16,8 ± 0,42 8,5 ± 0,28* 16,8 ± 0,35 23,6 ± 0,37*

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны на уровне Р > 0,05

Обработка семян биопрепаратами не вызывала угнетения первичной корневой системы растений пшеницы, более того препараты Альбит и Бисолбифит способствовали достоверному увеличению длины корней. Варьирование признака более выражено в сосудах с Экстрасолом (CV=18,38%), в контроле и большинстве вариантов изменчивость средняя, АФГ-В - слабая (СУ=9,84%).

Ответная реакция сорта Шортандинская 95 улучшенная на биологическую обработку семян проявилась в активном росте вегетативной части растений, что следует из результатов промера длины побегов на 5 сутки, по которой во всех сосудах с препаратами выявлено преимущество в сравнении с сосудами без обработки. Однако на 7 сутки достоверное превышение над контролем зарегистрировано только в варианте с Альбитом, на 10 сутки отмечено замедление роста побегов в высоту под влиянием АФГ, Экстрасола и Штаммов. Варьирование признака более выражено в сосудах с АФГ (CV=10,04%), в контроле и во всех остальных вариантах изменчивость слабая (от 5,63 до 8,68%).

Для более полного понимания ростовых процессов на начальных этапах онтогенеза проведен анализ относительной скорости роста растений и степени влияния исследуемых биопрепаратов на данный процесс. Потенциально это дает возможность оптимизации алгоритма использования имеющихся ресурсов в технологии выращивания растений [6].

Расчет показателя относительной скорости роста проводили по формуле:

где К - абсолютная скорость роста;

W2 и - размеры органа в исходный и конечный моменты времени;

12 и 1:1 - в сутках [7].

Сопоставление данных по изученным сортам выявило различия по показателю абсолютной скорости роста побегов (рис. 2-3).

Рисунок 2 - Влияние биопрепаратов на относительную скорость роста побега растений сорта «Тюменская 25»

DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.4

50 45 40

35 £ 30 § 25 20 15 10 5 0

Рисунок 3 - Влияние биопрепаратов на относительную скорость роста побега растений сорта «Шортандинская 95»

DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.5

При рассмотрении абсолютной скорости роста побегов сорта Тюменская 25 отмечены как стимулирующий, так и подавляющий эффекты биопрепаратов. Увеличение показателя в первые 4 дня по сравнению с Контролем (31 мм) установлено в вариантах с АФГ (34 мм), АФГ-В, Цитогуматом и Штаммами (33 мм), прирост составил 6,5-10,0%. После чего зафиксировано снижение ростовой активности под влиянием биопрепаратов на 3,5-36,0%, за исключением варианта с Альбитом, в котором суточный прирост составил 29 мм (контроль - 28 мм); минимальный эффект получен от применения АФГ (18 мм).

Растения сорта Шортандинская 95 улучшенная, выращенные из семян, обработанных биопрепаратами, в большинстве случаев характеризовались замедлением роста в раннем онтогенезе. Только в двух вариантах прирост за сутки был на уровне контроля - Бисолбисан (45 мм, 5-7 сутки) и Цитогумат (28 мм, 7-10 сутки). Снижение скорости роста по отношению к Контролю на 5-7 сутки составляло 4,5% (Альбит) - 13,3% (Бисолбифит) и 3,6% (АФГ-В, Бисолбифит) - 17,9% (Альбит, Штаммы).

Сравнение изученных сортов по значениям абсолютной скорости роста выявило преимущество сорта Шортандинская 95 улучшенная как в контроле, так и при обработке семян биопрепаратами.

Дополнительно к данным по изменчивости морфологических признаков ставилась задача определения физиологического состояния растений. Хлорофилл является жизненно важным компонентом растительного организма, его роль заключается в осуществлении реакции преобразования электромагнитного излучения, представленного в виде солнечного света, в свободную энергию химических связей, и активации поглотительного процесса фотонов свето-собирающими комплексами, связанными с ФС I и ФСП. Показано, что содержание хлорофилла является специфичным для листьев каждого вида и сорта растений, также отмечена зависимость динамики хлорофилла от освещения, минерального питания, возраста листьев и других факторов [8].

Взаимосвязь генотипа и содержания хлорофилла (а и Ь) позволяет использовать данный показатель как физиолого-биохимический маркер, который, согласно исследованиям на различных сельскохозяйственных культурах, в том числе на яровой пшенице, тесно коррелирует с биологическими параметрами и урожайностью [9].

В нашем эксперименте содержание хлорофилла в листьях растений пшеницы измеряли с помощью прибора spad 502 на 5, 7 и 10 сутки. Выявлены различия по изменению количества хлорофилла в листьях как между сортами, так и опытными вариантами (рис. 3).

У сорта Тюменская 25 количество пигмента изменялось в диапазоне от 37,7 (Штаммы) до 39,9 spad ed. (Бисолбисан) при измерении через 5 суток от начала эксперимента. На 7 сутки достоверное различие с контролем (38,5 spad ed.) отмечено только в варианте с биопрепаратом АФГ (42,3 spad ed.). На 10 сутки значения признака варьировали от 35,8 (Штаммы) до 38,4 spad ed. (Цитогумат) при контрольном значении 36,9 spad ed.

Анализ данных промера на 5 сутки выявил статистически достоверное увеличение содержания хлорофилла в листьях сорта Шортандинская 95 улучшенная во всех опытных вариантах (рис. 4-5).

Начало опыта 5 сутки 10 сутки

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Контроль АФГ

АФГ-В Цитогумат

Альбит ^^^ Бисолбисан

Экстрасол Бисолбифит Штаммы

35 30 25

ГГЦ ГШ г

й и т я й

ч л Я Я

О Ч 1 О -©н

& <1 |-ч а а

Е е ^ ^

О <1 о о

^ а 8

я а

ё ё 3

нЧ &

И

С о н

я Э в

Рисунок 4 - Содержание хлорофилла в листьях растений сорта «Тюменская 25» DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.6

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны на уровне Р > 0,05

50 45 40 35

Ь *1 Я. £ «I * *.

гиш

Й К О Й

мЗ Е та 1—1

5 в

и < о Я о

Рисунок 5 - Содержание хлорофилла в листьях растений сорта «Шортандинская 95» DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.7

Примечание: * - различия при сравнении с контролем достоверны на уровне Р > 0,05

Содержание пигмента в целом по опыту изменялось от 42,7 spad ed. (контроль) до 46,6 spad ed. (биопрепарат АФГ). На 7 сутки отмечено увеличение количества хлорофилла в опыте с АФГ-В (49,6 spad ed.) и Экстрасолом (47

6

spad ed.), остальные варианты находились на уровне контроля (45,3 spad ed.). На 10 сутки статистически доказанные различия отмечены в опытных вариантах с АФГ-В (42,5 spad ed.), Бисолбифитом (42,8 spad ed.) и Бисолбисаном (45,5 spad ed.) при контрольном значении в 40,6 spad ed.

Таким образом, установлено, что применение биопрепаратов статистически достоверно влияет на динамику накопления хлорофилла у сорта Шортандинская 95 улучшенная практически во вариантах, в отличие от сорта Тюменская 25, где увеличение показателя наблюдалось только под влиянием АФГ (измерение на 5 сутки).

В завершение экспериментальной работы был проведен анализ структуры биомассы, позволяющий оценить потенциальную приспособленность растений к меняющимся условиям обитания.

В отечественных и зарубежных работах способность растений к перераспределению биомассы относят к важным ростовым адаптациям [10], [11], которая зависит от экспрессии определенного ряда генов, ответственных за контроль гормональной регуляции растительного организма [12]. Отмечается, что высокая биомасса, накопленная на ранних этапах онтогенеза, связана с высоким уровнем метаболитической активности генотипа и высоким темпом синтеза органического вещества. Предположительно, у растений, имеющих такие генотипы, происходит хорошее усвоение питательных элементов при их низкой концентрации в субстрате [13]. Это подтверждает результаты работ, в которых отмечается, что растения, имеющие развитую первичную корневую систему, лучше используют почвенные ресурсы [14].

В структуре биомассы растений сорта Тюменская 25 зафиксировано влияние биопрепаратов на массу побега и корней. В контроле надземная часть растений и корневой системы распределились в соотношении 70 и 30% соответственно. Действие биопрепаратов проявилось в увеличении доли корней до 32-35% в общей биомассе во всех опытных вариантах, кроме Цитогумата (рис. 6-7).

Рисунок 6 - Соотношение сырой биомассы в разных вариантах эксперимента сорта «Тюменская 25»

DOI: https://doi.Org/10.23670/IRJ.2023.129.67.8

Рисунок 7 - Соотношение сырой биомассы в разных вариантах эксперимента сорта «Шортандинская 95»

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.129.67.9

Установлено, что у сорта Шадринская 95 улучшенная в контрольном варианте преобладали побеги, доля которых составляла 67% и соответственно корней - 33%. Обработка семян Альбитом привела к увеличению до 40%. Биопрепараты АФГ-В, Бисолбисан, Бисолбифит, Экстрасол, Цитогумин, Штаммы способствовали еще более активному развитию корневой системы, доля которой в общей структуре составила 50%. Одинаковая биомасса с контролем по соотношению надземной массы и корней (67 и 33% соответственно) сформировалась под действием АФГ.

В нашем исследовании установлено, что у сорта Тюменская 25 доля побегов была выше доли корней, что может свидетельствовать о недостатке обеспечения эффективного поступления в растительный организм элементов питания через корни. Сорт Шортандинская 95 имел равное соотношение доли побега и корней, что может быть связано с благоприятными условиями местоположения для роста и развития данных растений и поступление элементов питания в необходимых количествах [15]. Хорошо развитая корневая система в полевых условиях при недостатке влаги в почве может получить ее из более глубоких слоев и таким образом снизить влияние водного стресса.

Заключение

В моделируемых условиях лаборатории выявлена неоднозначная ответная реакция двух сортов яровой мягкой пшеницы (Тюменская 25 и Шортандинская 95 улучшенная) на предпосевную обработку семян биопрепаратами.

Стимулирующий эффект биопрепаратов на прорастание семян в вегетационных сосудах более ярко был выражен у сорта Шортандинская 95 улучшенная. Высота растений при промере на 5 сутки в опытных вариантах достоверно превышала контроль на 1,0-1,4 см. У сорта Тюменская 25 положительная реакция на обработку отмечена только под воздействием Бисолбисана.

Экспресс-диагностика растений в раннем онтогенезе по содержанию хлорофилла в листьях с помощью оптического счетчика SPAD 502 не выявила существенных различий у сорта Тюменская 25. У сорта Шортандинская 95 улучшенная активация ростовых процессов в начале вегетации (5 сутки) сопровождалась увеличением хлорофилла по сравнению с контролем во всех опытных вариантах.

На развитие длины первичной корневой системы благоприятное влияние оказывали препараты: Экстрасол (Тюменская 25), Альбит, Бисолбифит (Шортандинская 95 улучшенная). В структуре сырой биомассы растений сорта Шортандинская 95 улучшенная отмечено увеличение доли массы корней в большинстве вариантов до 40-60% (контроль 33%). Хорошо развитая первичная корневая система растений пшеницы может повысить устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды в полевых условиях.

Финансирование

Статья подготовлена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ № FEWZ-2021-0007 «Адаптивная способность сельскохозяйственных растений в экстремальных условиях Северного Зауралья».

Конфликт интересов

Не указан.

Рецензия

Все статьи проходят рецензирование. Но рецензент или автор статьи предпочли не публиковать рецензию к этой статье в открытом доступе. Рецензия может быть предоставлена компетентным органам по запросу.

Funding

The article was prepared within the State Assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation № FEWZ-2021-0007 "Adaptive capacity of agricultural plants in the extreme conditions of the Northern Trans-Urals".

Conflict of Interest

None declared.

Review

All articles are peer-reviewed. But the reviewer or the author of the article chose not to publish a review of this article in the public domain. The review can be provided to the competent authorities upon request.

Список литературы / References

1. Штерншис М.В. Биологическая защита растений / М.В. Штерншис, Ф.С.-У. Джалилов, И.В. Андреева [и др.]; под ред. М.В. Штерншис. — М.: Колос, 2004. — 264 с.

2. Ласточкина О.В. Адаптация и устойчивость растений пшеницы к засухе, опосредованная природными регуляторами роста Bacillus spp.: механизмы реализации и практическая значимость (обзор) / О.В. Ласточкина // Сельскохозяйственная биология. — 2021. — 5. — с. 843-867.

3. Волкова Л.В. Использование морфофизиологических параметров проростков яровой пшеницы в селекции на алюмоустойчивость / Л.В. Волкова, О.С. Амунова, Л.Н. Тиунова // Аграрный вестник Урала. — 2021. — 04(207). — с. 24-33.

4. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. — М.: Высшая школа, 1968. — 287 с.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. — М.: Альянс, 2014. — 351 с.

6. Васюта В.В. Ростовые процессы свеклы столовой в зависимости от сочетания элементов технологии выращивания при капельном орошении в Южной степи Украины / В.В. Васюта // Приволжский научный вестник. — 2015. — 7(47). — с. 42-45.

7. Шандрикова Л.Н. Физиология и биохимия роста и развития растений: методические рекомендации / Л.Н. Шандрикова, Н.В. Вогулкина, С.В. Хамцова. — Витебск: ВГУ имени П.М. Машерова, 2013. — 32 с.

8. Кононенко Н.В. Оценка морфологических и биохимических параметров устойчивости различных генотипов пшеницы к хлоридному засолению / Н.В. Кононенко, Т.А. Диловарова, Р.В. Канавский [и др.] // Вестник РУДН. Серия: Агрономия и животноводство. — 2019. — 1. — с. 18-39.

9. Сидько А.Ф. Оценка содержания хлорофилла и урожайности зерновых культур по хлорофилльному потенциалу / А.Ф. Сидько, И.Ю. Ботвич, Т.И. Письман [и др.] // Биофизика. — 2017. — Т. 62. — 3. — с. 565-569.

10. Шевлягина О.Ф. Особенности реализации донорно-акцепторных отношений при нарушении целостности зародышевой корневой системы проростка Triticum aestivum L / О.Ф. Шевлягина, В.В. Коробко // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. — 2020. — Т. 20. — 2. — с. 219—225.

11. Akman H. Cereals Have Greater Root and Shoot Biomass and Less Root: Shoot Ratio than Forage Legumes / H. Akman // International Journal of Ecosystems and Ecology Science. — 2018. — Vol. 8. — 1. — p. 177-182.

12. Gupta N. Molecular Basis of Aluminium Toxicity in Plants: A Review / N. Gupta, S. Gaurav, A. Kumar // American Journal of Plant Sciences. — 2013. — Vol. 4. — 12. — p. 21-37.

13. Кильчевский А.В. Экологическая селекция растений / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева. — Минск: Тэхналопя, 1997. — 372 с.

14. Шаманин В.П. Морфометрические параметры корневой системы и продуктивность растений у синтетических линий яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири в связи с засухоустойчивостью / В.П. Шаманин, И.В. Потоцкая, С.С. Шепелев [и др.] // Сельскохозяйственная биология. — 2018. — Т. 53. — 3. — с. 587-597.

15. Деверолл Б.Д. Защитные механизмы растений / Б.Д. Деверолл; пер. с англ. М. И. Бухара; под ред. Л.А. Воронкова. — Москва: Колос, 1980. — 128 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Shternshis M.V. Biologicheskaja zashhita rastenij [Biological Plant Protection] / M.V. Shternshis, F.S.-U. Dzhalilov, I.V. Andreeva [et al.]; ed. by M.V. Shternshis. — M.: Kolos, 2004. — 264 p. [in Russian]

2. Lastochkina O.V. Adaptacija i ustojchivost' rastenij pshenicy k zasuhe, oposredovannaja prirodnymi reguljatorami rosta Bacillus spp.: mehanizmy realizacii i prakticheskaja znachimost' (obzor) [Wheat Plant Adaptation and Resistance to Drought Mediated by Natural Growth Regulators of Bacillus spp.: Mechanisms of Implementation and Practical Relevance (A Review)] / O.V. Lastochkina // Sel'skohozjajstvennaja biologija [Agricultural Biology]. — 2021. — 5. — p. 843-867. [in Russian]

3. Volkova L.V. Ispol'zovanie morfofiziologicheskih parametrov prorostkov jarovoj pshenicy v selekcii na aljumoustojchivost' [The Use of Morphophysiological Parameters of Spring Wheat Seedlings in Selection for Alumina Tolerance] / L.V. Volkova, O.S. Amunova, L.N. Tiunova // Agrarnyj vestnik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals]. — 2021. — 04(207). — p. 24-33. [in Russian]

4. Lakin G.F. Biometrija [Biometrics] / G.F. Lakin. — M.: Vysshaja shkola, 1968. — 287 p. [in Russian]

Mewdynapodnhiu MayuMO-uccnedoBameAbCKUu wypnan ■ № 3 (129) • Mapm

5. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanij) [Methodology of Field Experiments (with the basics of statistical processing of research results)] / B.A. Dospehov. — M.: Al'jans, 2014. — 351 p. [in Russian]

6. Vasjuta V.V. Rostovye processy svekly stolovoj v zavisimosti ot sochetanija jelementov tehnologii vyrashhivanija pri kapel'nom oroshenii v Juzhnoj stepi Ukrainy [Growth Processes of Table Beet Depending on the Combination of Cultivation Technology Elements under Drip Irrigation in the Southern Steppe of Ukraine] / V.V. Vasjuta // Privolzhskij nauchnyj vestnik [Volga Scientific Bulletin]. — 2015. — 7(47). — p. 42-45. [in Russian]

7. Shandrikova L.N. Fiziologija i biohimija rosta i razvitija rastenij : metodicheskie rekomendacii [Physiology and Biochemistry of Plant Growth and Development: Methodological Recommendations] / L.N. Shandrikova, N.V. Vogulkina, S.V. Hamcova. — Vitebsk: VSU named after P.M. Masherov , 2013. — 32 p. [in Russian]

8. Kononenko N.V. Ocenka morfologicheskih i biohimicheskih parametrov ustojchivosti razlichnyh genotipov pshenicy k hloridnomu zasoleniju [An Evaluation of Morphological and Biochemical Parameters of Resistance of Various Wheat Genotypes to Chloride Salinity] / N.V. Kononenko, T.A. Dilovarova, R.V. Kanavskij [et al.] // Vestnik RUDN. Serija: Agronomija i zhivotnovodstvo [Bulletin of the Russian University of Peoples Friendship. Series: Agronomy and Animal Husbandry]. — 2019. — 1. — p. 18-39. [in Russian]

9. Sid'ko A.F. Ocenka soderzhanija hlorofilla i urozhajnosti zernovyh kul'tur po hlorofill'nomu potencialu [An Assessment of Chlorophyll Content and Crop Yield by Chlorophyll Potential] / A.F. Sid'ko, I.Ju. Botvich, T.I. Pis'man [et al.] // Biofizika [Biophysics]. — 2017. — Vol. 62. — 3. — p. 565-569. [in Russian]

10. Shevljagina O.F. Osobennosti realizacii donorno-akceptornyh otnoshenij pri narushenii celostnosti zarodyshevoj kornevoj sistemy prorostka Triticum aestivum L [Specific Features of Donor-Acceptor Relations when the Integrity of the Germinal Root System of Triticum aestivum Seedling is Disrupted] / O.F. Shevljagina, V.V. Korobko // Izvestija Saratovskogo universitetata. Novaja serija. Serija: Himija. Biologija. Jekologija [Proceedings of the University of Saratov. New Series. Series: Chemistry. Biology. Ecology]. — 2020. — Vol. 20. — 2. — p. 219—225. [in Russian]

11. Akman H. Cereals Have Greater Root and Shoot Biomass and Less Root: Shoot Ratio than Forage Legumes / H. Akman // International Journal of Ecosystems and Ecology Science. — 2018. — Vol. 8. — 1. — p. 177-182.

12. Gupta N. Molecular Basis of Aluminium Toxicity in Plants: A Review / N. Gupta, S. Gaurav, A. Kumar // American Journal of Plant Sciences. — 2013. — Vol. 4. — 12. — p. 21-37.

13. Kil'chevskij A.V. Jekologicheskaja selekcija rastenij [Ecological Plant Breeding] / A.V. Kil'chevskij, L.V. Hotyleva.

— Minsk: Tjehnalogija, 1997. — 372 p. [in Russian]

14. Shamanin V.P. Morfometricheskie parametry kornevoj sistemy i produktivnost' rastenij u sinteticheskih linij jarovoj mjagkoj pshenicy v uslovijah Zapadnoj Sibiri v svjazi s zasuhoustojchivost'ju [Morphometric Parameters of Root System and Plant Productivity in Synthetic Lines of Spring Soft Wheat in Western Siberia in Relation to Drought Tolerance] / V.P. Shamanin, I.V. Potockaja, S.S. Shepelev [et al.] // Sel'skohozjajstvennaja biologija [Agricultural Biology]. — 2018. — Vol. 53.

— 3. — p. 587-597. [in Russian]

15. Deveroll B.D. Zashhitnye mehanizmy rastenij [Plant Defense Mechanisms] / B.D. Deveroll; transl. from Eng. by M. I. Buhar; ed. by L.A. Voronkov. — Moscow: Kolos, 1980. — 128 p. [in Russian]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.