CC BY
39
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
УДК 633.5:581.192.7 DOI: 10.24411/1029-2551-2020-10040
ПРИМЕНЕНИЕ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ РАФИТУР ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛЬНА
И.И. Дмитревская, к.с.-х.н., С.Л. Белопухов, д.с.-х.н., Н.Л. Багнавец, к.х.н., М.В. Григорьева, к.пед.н.
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, e-mail: belopuhov@mail.ru
Обсуждаются результаты применения стимулятора роста растительного происхождения Рафитур для выращивания культуры льна на разных этапах вегетации. Препарат Рафитур представляет собой растительный экстракт, полученный из картофеля сорта Импала в юве-нильный период. Он обладает ростостимулирующим и иммуномодулирующим эффектом, поскольку представляет собой сбалансированный белково-углеводный комплекс, содержащий гли-козиды, свободные оксикарбоновые и аминокислоты, микро- и макроэлементы, и фитогормоны. Среди культур, на которых в последние годы проводили испытания препарата Рафитур, следует отметить лен. Представлены результаты применения препарата на стадии проращивания семян и при выращивании растений льна в условиях трехгодичного полевого опыта. При этом семена, полученные в первый год полевого опыта, были использованы в качестве исходного материала на следующий год. В задачи поэтапного эксперимента входило определение оптимальных стимулирующих концентраций препарата Рафитур (диапазон концентраций от 1101 до 110 5 г/л) на разных этапах развития растений льна, а также сравнительное определение содержания белка и липидов в составе семян льна при применении препарата Рафитур и в контроле. Показано положительное влияние препарата Рафитур на содержание белков и липидов в составе семян льна.
Ключевые слова: регулятор роста и развитие растений, лен, Рафитур.
APPLICATION OF GROWTH STIMULATOR OF PLANT ORIGIN RAFITUR FOR FLAX CULTIVATION
Ph.D. I.I. Dmitrevskaya, Dr.Sci. S.L. Belopukhov, Ph.D. N.L. Bagnavets, Ph.D. M.V. Grigoryeva
Russian Timiryazev State Agrarian University (RSAU-MTAA), e-mail: belopuhov@mail.ru
The results of the use of a plant growth stimulator Rafitur for growing flax culture at different stages of vegetation are discussed. The drug Rafitur is a plant extract obtained from impala potatoes in the juvenile period. It has a growth-promoting and immunomodulating effect, since it is a balanced protein-carbohydrate complex containing glycosides, free hydroxycarboxylic and amino acids, micro and macro elements and phytohormones. Among the cultures on which Rafitur has been tested in recent years, flax should be noted. The results of the use of the drug at the stage of seed germination and during the cultivation offlax plants in a three-year field experiment are presented. Moreover, the seeds obtained in the first year of the field experiment were used as starting material for the next year. The tasks of the phased experiment included determining the optimal stimulating concentrations of the Rafitur preparation (concentration range from 110-1 to 110- g/l) at different stages of development of flax plants, as well as a comparative determination of the protein and lipid content in the composition of flax seeds at the use of the drug Rafitur and in control. The positive effect of the drug Rafitur on the content of proteins and lipids in the composition of flax seeds is shown.
Keywords: regulator of growth and plant development, flax, Rafitur.
На сегодняшний день практически невозможно выращивание агрокультур в промышленном масштабе без применения стимуляторов роста, удобрений, гербицидов и пр. При этом все большее значение приобретает использование синтетических физиологически активных веществ, а также различных комплексных препаратов, обладающих большим спектром физиологического действия на растение. Современные полифункциональные регуляторы роста способны одновременно стимулировать рост,
развитие и физиологические процессы растений, повышать их способность адаптироваться к неблагоприятным факторам среды, укреплять иммунитет к целому ряду заболеваний различной природы, проявляя противогрибковую, антибактериальную активность и противовирусное действие [1-3]. Однако массовое использование химических синтетических средств приводит зачастую к значительному ухудшению экологической ситуации. Проявляется это в загрязнении почв, водных ресурсов, накоплении
различных вредных веществ в растениях в процессе вегетации и, как следствие, в получении некачественной и опасной для человека продукции [4]. Единственная реальная альтернатива в сложившейся ситуации - поиск функциональных аналогов природного происхождения [5, 6]. Одним из таких фиторегуля-торов урожайности природного происхождения служит препарат Рафитур [7]. Он представляет собой растительный экстракт, полученный из картофеля сорта Импала в ювенильный период. При прорастании глазков картофеля и начала их интенсивного роста клубни становятся источником питательных веществ, в том числе фитогормонов, для развивающихся проростков [8].
Препарат Рафитур получен в результате ряда последовательных технологических операций, в том числе: сортировка растительного сырья и отмывка от грунта; извлечение экстрактивных веществ после механохимической обработки растительных волокон; тепловая денатурация белка; ультрафильтрационное сепарирование и лиофильная сушка экстракта [6].
По химическому составу препарат Рафитур представляет собой сбалансированный белково-углеводный комплекс, содержащий гликозиды, свободные оксикарбоновые и аминокислоты, микро-, макроэлементы и фитогормоны. Содержание основных компонентов препарата представлено в таблице 1. Наличие в составе Рафитур белка (около 30% сухого вещества), свободных аминокислот, глюкозы (более 17%) и важнейших минеральных биогенных компонентов (К, Ка, Са, Mg и др.) позволяет предполагать, что раствор данного препарата будет оказывать стимулирующее действие на рост и развитие растений.
Лен - ценная техническая культура многостороннего использования. Следует отметить, что ассортимент разрешенных пестицидов и агрохимикатов при выращивании льна крайне ограничен, поэтому использование препарата природного происхождения, к которым можно отнести Рафитур, представляет научный и практический интерес [9].
Цель исследований - определение оптимальных росто-стимулирующих концентраций препарата Рафитур на разных этапах развития растений льна, а также сравнительное определение содержания белка и липидов в составе семян льна при применении препарата Рафитур.
Методика. На первом этапе проводили лабораторный опыт по определению оптимальной концентрации препарата Рафи-
1. Химический состав препарата Рафитур
Состав Содержание, % Состав Содержание, %
Белок 29,7±2,97 Моно- и дисахариды
Свободные аминокислоты: Фруктоза 1,2±0,24
Гидроксипролин 0,88 ±0,10 Глюкоза 17,2±3,44
Аспарагиновая кислота 0,79 ± 0,09 Мальтоза 2,6±0,52
Глутаминовая кислота 0,38 ± 0,04 Сахароза 5,0±1,00
Пролин 2,43 ± 0,27 Минеральные компоненты
Валин 0,18 ±0,02 Калий 6,7
Метионин 0,28 ± 0,03 Натрий 3,1
Изолейцин 0,18 ±0,02 Кальций 0,1
Лейцин 0,14 ±0,02 Магний 0,4
Тирозин 0,15 ±0,02 Фосфор 1,3
Оксикарбоновые кислоты: Железо 0,016
Лимонная 2,35±0,26 Цинк 0,011
Яблочная 5,66±0,63 Марганец 0,0016
тур для предпосевной обработки семян льна масличного сорта Северный (выведен ФНЦ ВНИИМК им. В.С. Пустовойта, сибирская опытная станция) с целью повышения энергии их прорастания. Для этого выбран метод скрининговых испытаний, когда замачивание семян происходит в растворах, подготовленных путем последовательного десятичного разбавления исходного раствора (1 г/л), в диапазоне концентраций от Ы0-1 до Ы0-5 г/л. Экспозиция семян в растворах Рафитур составляла 2 часа. Для проращивания семян использовали фильтровальную бумагу, которую увлажняли до полной влаго-емкости непосредственно перед закладкой опыта. Чашки Петри помещали в климатическую камеру при t = +25-28°С и влажности 85%. Опыт был проведен в 5 вариантах в 3-кратной повторности (ГОСТ 12038). В качестве контроля использовали воду. Семена, полученные в первый год полевого опыта, были использованы в качестве исходного материала на следующий год. Наблюдали за скоростью роста проростков в течении 120 часов (рис. 1).
В ходе эксперимента было отмечено, что концентрация Рафитур Ы0-1 г/л инги-бировала рост и развитие проростков льна, а концентрация Ы0-5 г/л за весь период исследований влияла на увеличение скорости роста относительно контроля. Установлено, что замачивание семян в растворе препарата Рафитур с нормой расхода 1 • 10-5 г/л способствовало увеличению длины проростков на 0,1 см через 24 часа, а уже через 120 часов на 1,52 см относительно контроля. При этом в наших опытах наблюдалась увеличение энергии прорастание семян льна на 18% и всхожести семян на 22,3% относительно контроля.
Другие концентрации препарата Рафи-тур Ы0-2-Ы0-4 г/л не имели статистически достоверных данных положительного действия относительно контроля.
Следовательно, предпосевная обработка семян льна масличного препаратом Ра-фитур оказывает стимулирующее действие на ранних этапах роста и развития растения. При этом для предпосевной обработки семян наиболее эффективна концентрация 1-10-5 г/л. Подобные опыты были проведены со льном при выращивании его в вегетационных сосудах с чистым кварцевым песком для выявления эффективной концентрации исследуемого
Рис. 1. Скорость роста проростков льна масличного сорта Северный на фоне различных концентраций препарата Рафитур
препарата для опрыскивания растений во время вегетации. Опыт был проведен в течение 30 дней после появления первых всходов, опрыскивание льна разными концентрациями Рафитур проведено при появлении первых всходов. Наблюдалась такая же тенденция стимулирования роста растений при норме расхода 1-10-5 г/л. В наших исследованиях было установлено, что сорта льна масличного и льна - долгунца разной селекции (оригинаторы ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК им. В.С. Пустовойта, сибирская опытная станция и ФГБНУ ФНЦ ЛК филиал Институт льна) имели одинаковую отзывчивость на действие Рафитур.
Можно предположить, что препарат Рафитур, содержащий моно- и полисахара, пептиды, свободные аминокислоты, карбоновые кислоты и фитогормоны, может влиять на запуск обменных процессов в клетках и способствовать ускорению роста растений [10].
На следующем этапе изучали действие препарата Рафитур на урожайность и качество продукции льноводства при выращивании в условиях Полевой опытной станции РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Обработку льна проводили гербицидами совместно с препаратом Рафи-тур в начале фазы елочка при высоте растений 10-12 см, а вторую обработку (опрыскивание) проводили только препаратом Рафитур в конце фазы елочка при высоте растений 15-20 см. Интервал между обработками составлял 10 дней. Контролем в опыте были делянки, обработанные только гербицидом. В опытах использовали лен-долгунец сорта Александрит и лен масличный сорта ЛМ-98 (оригинатор ФГБНУ ФНЦ ЛК филиал Институт льна). Опрыскивание вегетирующих растений позволяет интенсивно усваивать поступающие через листья питательные вещества, что, в конечном счете, может влиять на развитие растений в целом и на качество получаемой продукции [11].
Важными показателями качества льнопродукции служат биометрические показатели растений к уборке. На рисунке 2 представлена гистограмма, содержащая данные по средней и технической высоте растений, полученные при выращивании растений без использования (контроль) и с использованием препарата Рафитур. Очевидно положительное влияние препарата на рост и развитие растений. Так, средняя высота растений льна-долгунца на фоне применения Рафитур увеличилась
на 14,2 см, а его техническая длина на 7,2 см, что соответственно больше на 19,4 и 9,8% относительно контроля.
Следует отметить увеличение семенной продуктивности в случае применения препарата: возросло число коробочек на растении, увеличилось количество семян в коробочке. Так, число семян в одной коробочке при использовании препарата Рафитур увеличилось в 1,5 раза, что, естественно, повлияло на увеличение массы 1000 семян с 4,0 до 4,7 г, то есть на 17,5% у льна-долгунца. Повысилась также урожайность волокна и семян. Для льна-долгунца на делянках в варианте с препаратом Рафитур урожайность волокна выше на 1,3 ц/га, семян - на 1,5 ц/га, а для льна масличного соответственно на 0,8 и 1,0 ц/га по сравнению с контролем.
Одним из показателей ценности льняных семян служит содержание в них липидов и белков (табл. 2).
Определение качества льно-продукции и химический анализ выполнен в Учебно-научном центре коллективного пользования «Сервисная лаборатория комплексного анализа химических соединений»
РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. Анализ семян и льняного масла на белково-жировой состав определен методом ближней инфракрасной спектроскопии на приборе SpectraStar 2600ХТ-Я. Образцы предварительно измельчали на специальной мельнице типа Циклон. Для градуировки прибора использовали стандартные спектры в программе для образцов.
За три года наблюдений отмечено, что в случае применения препарата в составе семян льна увеличивается содержание белков на 3,4-8,7%, а липи-дов на 3,8-8,2% относительно контроля.
2. Содержание белков и липидов в семенах льна, (%> на абсолютно сухое вещество)
Сорт Контроль с Рафитур
Белки Липиды Белки Липиды
Александрит 16,1±0,7 34,5±1,4 17,5±0,8 35,8±1,5
ЛМ-98 17,4±0,8 36,3±1,6 18,0±0,9 39,3±1,8
180 160 140 120 100 80 60 40 -20 0
Средняя высота Техническая растений, см высота растений,
см
Рис. 2. Средняя и техническая высота при выращивании льна-долгунца без применения и с применением препарата Рафитур
В исследованиях был проведен анализ накопления тяжелых металлов (кадмия, свинца, цинка, меди) продукцией льноводства. Содержание тяжелых металлов определяли атомно-абсорбционным методом на приборе КВАНТ-Z. ЭТА. Пробоподготовка образцов состояла в «мокром озолении» в автоклаве (тефлоновая бомба) в СВЧ комплексе. Для озоления использовали азотную кислоту (х.ч.), перекись водорода (х.ч.). Все химические анализы выполнены в трехкратной повторности, рассчитаны доверительные интервалы с уровнем значимости 95%.
3. Среднее содержание тяжелых металлов _в волокне льна, мг/кг_
Элемент Сорт Александрит Сорт ЛМ-98
контроль Рафитур контроль Рафитур
Cu 1,19±0,05 0,50±0,02 1,20±0,50 0,70±0,03
Pb 0,50±0,20 0,28±0,12 0,44±0,01 0,15±0,01
Zn 9,55±0,49 9,40±0,41 15,00±0,67 14,15±0,33
Cd 0,01±0,001 0,01±0,001 0,01±0,001 0,01±0,001
Как следует из данных таблицы 3, в результате обработки растений льна-долгунца и льна масличного препаратом Рафитур происходит снижение содержания меди (Си) соответственно на 58 и 42% и свинца (РЬ) - на 34 и 56%. Содержание цинка ^п) снижается незначительно, а содержание кадмия (Cd) остается без изменения. Эти показатели актуальны и для льноволокна, и для семян льна. Значительно снизилось содержание ^ в семенах: у сорта Александрит на 50%, у сорта ЛМ-98 на 30%. В связи с этим применение препарата Рафитур может быть рекомендовано как один из приемов снижения концентрации тяжелых металлов в льнопро-дукции.
Таким образом, по результатам исследований можно говорить о стимулирующем действии препарата Рафитур при обработке льна на разных этапах вегетации. Кроме того, применение препарата Рафитур способствует повышению урожайности льна, увеличению содержания белков и липидов в составе семян. Использование препарата Рафитур позволяет получить продукцию льноводства экологически безопасной, так как основой препарата служат вещества природного происхождения, а его действие влияет на снижение тяжелых металлов в получаемой продукции.
Литература
1. Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов С.Л., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и имун-нопротекторными свойствами // Агрохимия, 2005, № 11. - С. 76-86.
2. Петриченко В.Н., Логинов С.В., Туркина О.С. Применение регуляторов роста растений на посевах сои // Агрохимический вестник, 2017, № 6. - С. 47-49.
3. Говоркова С.Б., Цымбалова В.А., Тучкина Ю.В., Калабашкина Е.В., Гафуров Р.М. Изучение новых регуляторов роста растений с ретардантными свойствами на озимой пшенице // Агрохимический вестник, 2019, № 1. - С. 59-62.
4. Белопухов С.Л., Калабашкина Е.В., Дмитревская И.И. Исследование накопления тяжелых металлов в продукции льноводства // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2012, № 1(2). - С. 162-165.
5. Белопухов С.Л., Дмитревская И.И., Прохоров И.С., Григораш А.И. Влияние биопрепарата Флоравит на рост, развитие и урожайность льна-долгунца // Агрохимический вестник, 2014, № 6. - С. 28-30.
6. Багнавец Н.Л., Белопухов С.Л., Филиппова А.В. Применение биопрепарата РФУ для предпосевной обработки риса // Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2015, № 4(54). - С. 41-43.
7. Багнавец Н.Л., Шкляр Е.М., Дмитревская И.И. Оценка эффективности нового препарата «Рафитур» в условиях лабораторного опыта / В сборнике международной научной конференции, посвященной 175-летию К.А. Тимирязева, «Доклады ТСХА, 2019. - С. 600-602.
8. Шкляр Е.М., Багнавец Н.Л., Белопухов С.Л., Сторчевой В.Ф., Зайцева О.В., Севостьянов С.М., Демин Д.В. Оценка экологической безопасности растительного фиторегулятора урожайности «Рафитур» // Научная жизнь, 2017, № 6. - С. 19-25.
9. Belopukhov S., Dmitrevskaya I., Grishina E., Zaitsev S., Uschapovsky I. Effects of humic substances obtained from shives on flax yield characteristics // Journal of Natural Fibers, 2017, Т. 14, № 1. - Р. 126-133.
10. Сорокина О.Ю. Применение на льне-долгунце новых органоминеральных удобрений на основе морских водорослей // Вестник АПК Верхневолжья, 2016, № 2(34). - С. 36-39.
11. Карпец И.П., Дрозд А.Н. Качество продукции льна-долгунца и масличного при разных способах посева и удобрения // Вестник аграрной науки, 2005, № 6. - С. 21-24.
