CC BY
94
УДК 541.182:577.175.1
ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОЗОЛЕЙ ПРИРОДНЫХ БИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА РАСТЕНИЙ
Юрий Николаевич Самсонов
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Институтская, 3, кандидат химических наук, заведующий лабораторией дисперсных систем, тел. (383)333-07-87, e-mail: [email protected]
Валерий Иванович Макаров
Институт химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Институтская, 3, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (383)333-07-87, e-mail: [email protected]
Рассмотрены биологические и технологические возможности применения веществ-регуляторов роста растений (фитогормонов) в виде аэрозолей оптимальных размеров. Приведены результаты испытаний двух видов фитогормональных веществ - препаратов Гиббер-сиб и Силк на посевах рапса и яровой пшеницы.
Ключевые слова: фитогормон, регулятор роста растений, аэрозоли, рапс, яровая пшеница, урожайность.
AEROSOL APPLICATION OF NATURAL BIOACTIVE SUBSTANCES FOR GROWTH REGULATION OF AGRICULTURES
Yuri N. Samsonov
Institute of Chemical Kinetics and Combustion, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Institutskaya Str, Ph. D., Head of Laboratory of Dispersal Systems, tel. (383)333-07-87, e-mail: [email protected]
Valery I. Makarov
Institute of Chemical Kinetics and Combustion, Siberian Branch of RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Institutskaya Str, Ph. D., Senior Scientist and Group Leader, tel. (383)333-07-87, e-mail: [email protected]
The biological and technological prospects are considered about the application of narural growth regulators (phytohormones) in agriculture beeing in form of the optimal size aerosol particles. The test results are presented on the action of two kinds of phytohormones - Gibbersib and Silk- to crops of rape and spring wheat.
Key words: phytohormone, growth growth regulator, aerosols, rape, spring wheat, crop capacity.
В сельскохозяйственной практике известно об использовании т.н. регуляторов роста растений для стимулирования (иногда для ингибирования) развития и созревания некоторых видов сельскохозяйственных, декоративных и цветочных культур. Во многих случаях эти вещества являются продуктами промышленного химического синтеза, в какой-то мере специфическими родственниками обычных химических гербицидов. Однако биологический эффект здесь проявляется не в виде поражения целевых объектов при гербицидной обработке
полей (т.е. гибели сорняков, мешающих развитию культурных растений), но в виде «мягкого» воздействия на ферментативные системы самих агрокультур, что выражается в увеличении урожайности, в повышенной холодо- или засухо-стойкости, в других желательных биологических и экономических эффектах.
Помимо веществ химического синтеза, в качестве регуляторов роста растений также используются природные химические вещества (обычно называемые фитогормонами), получаемые при их экстракции из растительных органов (листья, верхушечные части меристемы стебля, корни, семена) некоторых видов растений. Проникнув внутрь тех или иных растительных органов после нанесения фитогормонов на поверхность растений, даже ничтожные концентрации фитогормональных веществ регулируют многие процессы жизненного развития растений: ускоренное прорастание семян, развитие корневой системы, половая дифференциация плодовых почек, цветение, созревание урожая и т.п.
Известные в настоящее время фитогормоны обычно группируют в шесть классов (этилен, ауксин, гиббереллин, цитокинин, абсцизовая кислота, брасси-нолид), отличающихся по своим химическим составам и по характеру проявления биологического эффекта. Помимо этих классов, в литературе по регуляторам роста упоминаются разнообразные препараты под условными коммерческими названиями. Их точный химический состав и фитогормональная классификация обычно неизвестны, но утверждается, что они оказывают биологические эффекты, не уступающие эффектам от общепризнанных фитогормонов.
Некоторые виды регуляторов роста растений как из вышеупомянутых классов, так и веществ неопределенного химического состава, по своим физико-химическим и биологическим свойствам пригодны для использования и действительно применяются непосредственно на площадях сельскохозяйственных полей во время вегетации агрокультур. Как правило, они производятся в (полу-) промышленных условиях под разными коммерческими названиями в виде удобных для применения препаратов: жидкие растворы в воде или в иных растворителях; порошки, способные растворяться в воде или давать водно-порошковую эмульсию. Собственно фитогормонов в таких препаратах очень мало (это соответствует тому факту, что они эффективно действуют даже в очень малых концентрациях!), но основной объем препарата составляют вспомогательные вещества, необходимые либо при технологии производства препарата либо для удобства его использования на полях.
Способ практического применения регуляторов роста в сельском хозяйстве основан на том, что препарат помещается в бак с водой самоходного механизма-опрыскивателя, который челночным образом движется по обрабатываемому полю, опрыскивая растения баковым раствором, но сдвигаясь при каждом проходе на 15-25 м. Водно-препаратные капли растекаются по поверхности листьев, формируя пленки («пятна») биоактивного вещества. Фитогормональное вещество проникает в растительные органы, оказывая требуемый биологический эффект.
Другой способ, называемый Оптимальной аэрозольной технологией применения биоактивных веществ, основан на аэродинамическом явлении
преимущественного ветрового (инерционного) оседания аэрозольных частиц с особыми, т.н. оптимальными размерами на заданных объектах (например, на краях растительных листьев, но не на их основной поверхности; на вершинках растений, но не на стеблях или нижних ярусах листьв). Эти принципиальные особенности аэрозольной технологии представляются очень перспективными для регуляторов роста растений, поскольку их биологическая эффективность обычно связана с воздействием на ферментативные системы активно растущих органов растений (верхушечные части, края листьев). Аэрозольная обработка полей заключается в том, что специальный генератор аэрозолей ГРД (Генератор с Регулируемой Дисперсностью аэрозольных частиц и оптимальная аэрозольная техногогия были разработаны и широко испытаны Институтом химической кинетики и горения СО РАН) при движении вдоль наветренного края поля диспергирует рабочий раствор препарата на аэрозольные частицы заданных размеров (обычно 10-20 мкм по диаметру), формируя аэрозольную облако (волну) вдоль края поля. Аэрозольной облако перемещается с ветром по полю, преимущественно оседая на чувствительных к фитогормонам растительных элементах (например, на верхних листья). Ширина эффективного воздействия аэрозольного облака, состоящего из частиц с оптимальной дисперсностью, достигает 1-2 км от линии прохода ГРД. Это позволяет проводить обработки при движении ГРД непосредственно по дороге вдоль поля, т.е. без заезда на поле. Сменная производительность ГРД может достигать 1-3 тысяч гектаров, что многократно превышает производительность обычных наземных опрыскивателей.
В этом отношении представляло интерес установить, какие типы регуляторов роста и их коммерческие препараты возможно применять в сельскохозяйственных условиях юга Западной Сибири, используя для этого вышеуказанную аэрозольную технологию с аэрозолями оптимальных для этого размеров. Для полевых испытаний были выбраны два гормональных препарата -гибберелиновый препарат Гибберсиб в виде водорастворимого порошка и жидкий препарат под коммерческим названием Силк 5% (производится из хвои сибирской пихты). Оба препарата созданы в институтах Сибирского отделения Академии Наук, Гибберсиб рекомендован для ускорения созревания различных культур, Силк - для повышения урожайности ряда культур, в том числе яровой пшеницы. Испытания проводились силами Института химической кинетики и горения в 90-е годы в сотрудничестве с несколькими институтами СО РАН и СО РАСХН, на нескольких агрокультурах (кукуруза, соя, рапс, кормовые травы, пшеница). Некоторые из результатов представлены в двух таблицах.
Из таблиц видно, что обработки посевой рапса вышеуказанными препаратами дали существенные прибавки в урожайности общей биомассы, общей массы семян и их масляничности. Анализ результатов показал, что положительный эффект был связан с заметным ускорением созревания урожая рапса, что является характерным для препаратов гибберелинового типа. В тоже время трехлетние опыты по действию препарата Силк на нескольких сортах
яровой пшеницы не показали достоверного повышения урожайности (тройные и двойные числа в 3-5 столбцах табл. 2 относятся к разным почвенным агрофонам или дозам Силка). Однако в этом нет удивительного, поскольку известно, что воздействие фитогормонов на разные культуры не обязательно приводит к положительным эффектам. Хотя препарат Силк был официально рекомендован для обработок яровой пшеницы, наши трехлетние опыты, проведенные совместно со специалистами СО РАСХН, показали необходимость проведения дополнительных испытаний в агроклиматических условиях Сибири и на районированных сортах яровой пшеницы.
Таблица 1
Эффективность фитогормональных препаратов Гибберсиб и Силк на рапсе (1994-95)
Вариант Общий урожай Урожай семян Вес 1000 семян Масляничность
сухой массы г/кв. м % г/кв. м % г % семян % %
Контроль 516 100 54,4 100 2,04 100 33,7 100
Гибберсиб 656 127 80,0 147 1,90 93 36,2 108
Силк 556 108 65,6 110 1,77 87 36,9 110
Таблица 2
Эффективность фитогормонального препарата Силк на яровой пшенице (1996-98)
Сорт Эффект для Масса 1000 зерен Стекловидность Клейковина
пшеницы урожайности (усредненный за три года) % г % %
Обская 14 102 ± 9
контроль 39 - 38 - 39 54 - 62 - 79 18 - 18.5 - 21
опыт 39 - 38 - 40 66 - 78 - 84 17 - 22.0 - 21
Лютесценс 25 105 ± 10
контроль 40 - 40 96 - 96 28 - 28
опыт 42 - 42 98 - 98 28 - 28
Новосибирская 89 102 ± 8
Новосибирская 22 102+11
Показатели ГОСТ
Сильная - не менее 60 28
Ценная - не менее 50 25
© Ю. Н. Самсонов, В. И. Макаров, 2015
