CC BY
1181
УДК 631.811.98
Регуляторы роста растений в агротехнологиях
О.А. ШАПОВАЛ, И.П. МОЖАРОВА, А.А. КОРШУНОВ e-mail: [email protected]
В сельском хозяйстве применение регуляторов роста растений началось в середине 1930-х годов в США. Первым синтетическим гормоном, который получил широкое практическое использование, был этилен. Он и до сих пор применяется для повышения завязываемости плодов ананаса. С тех пор синтетические вещества, имитирующие природные растительные гормоны, стали важнейшей составляющей в современном сельскохозяйственном производстве.
Использование регуляторов роста растений (РРР) в зарубежных странах ориентировано на решение конкретной задачи получения заданного качества и количества сельскохозяйственной продукции. В овощеводстве, плодоводстве, декоративном садоводстве их применение стало обязательным агротехническим приемом, в этих отраслях РРР обрабатываются 50-80 % площадей сельскохозяйственных культур в мире.
В России объемы их применения пока невелики, и не в последнюю очередь это связано с тем, что эффективность регуляторов роста зависит от своевременности всех агротехнических мероприятий, включая применениеудобрений и пестицидов, точное соблюдение норм расхода, сроков и технологий их применения.
Основное «неприятие» сельхозтоваропроизводителей вызывают сверхнизкие нормы применения РРР (10-2-10-8), а также то, что разработчики не всегда могут дать научное объяснение механизма действия препарата, обещая только сказочное повышение урожайности и избавление от всех недугов.
В нашей стране рынок этих средств формируют в основном
отечественные разработчики и производители. Из всего ассортимента зарегистрированных РРР достаточно широко применяются лишь гуминовые препараты, агат-25К, альбит, новосил и биосил, ларик-син, мивал и крезацин, эпин, циркон [1].
В последние годы производство РРР в мире переживает настоящий бум. Прогнозируется, что к 2018 г рост рынка биостимуляторов достигнет 2241 млн долл. США. Их использование связано с настоящей революцией в биологии, химии, биотехнологии, позволившей создавать принципиально новые высокоэффективные регуляторы роста растений [10], а также с их органическим происхождением и экологичностью. В Европе основные составляющие рынка - синтетические РРР, препараты на основе гуминовых кислот, фульвокислот, аминокислот и экстракты на основе морских водорослей и растений с выраженными им-муномодуляторными свойствами.
В 2012 г. в Страсбурге (Франция) состоялся 1-й Всемирный конгресс по использованию биостимуляторов в сельском хозяйстве. Свою продукцию и технологии представили 600 фирм и организаций из 56 стран мира, среди них «Ариста ЛайфСай-енс» (Arysta LifeScience) (Япония), «БиоАтлантис Лтд» (BioAtlantis Ltd) (Ирландия), «Агринос АС» (Agrinos AS)(Норвегия) и др. Производство и использование биостимуляторов рассматривали на конгрессе как важный потенциал для устойчивого развития сельского хозяйства.
Головной организацией по проведению в Россию регистрационных испытаний регуляторов роста растений, рекомендуемых для включения в «Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации», является
ВНИИ агрохимии. Эффективность и механизм действия на растения некоторых из них мы характеризуем в данной статье.
Примерами РРР на основе соединений, выделенных из растений, являются такие препараты, как эпин-экстра, иммуноцитофит, циркон, ла-риксин, оберегЪ, проросток.
Эпин-экстра (24-эпибрассино-лид) относится к препаратам, стимулирующим собственный иммунитет растений. Под его воздействием обеспечивается повышение устойчивости к заболеваниям практически у всех сельскохозяйственных культур.
Циркон - гидроксикоричная кислота, выделенная из эхинацеи, обладает высокой рострегулирующей, иммуностимулирующей активностью, а также антибактериальным и фунгипротекторным действием. В стрессовых условиях препарат способствует восполнению недостающих биологически активных соединений иммуномодулирующего и адаптогенного характера, усиливая адаптационный потенциал клеток, повышает их устойчивость к действию ионизирующего излучения, неоптимального температурного, водного и светового режима и других видов стресса [4, 5].
Препараты на основе арахидоно-вой кислоты(оберегЪ, проросток) и ее этилового эфира (иммуноцито-фит) позволяют сформировать стойкий иммунитет к инфекционным заболеваниям различной этиологии и системную продолжительную (в течение 1-2 месяцев) устойчивость к неблагоприятным факторам среды, а также стимулировать те гены растений, которые осуществляют контроль над ростовыми процессами и действием фитогор-монов [3, 5].
Лариксин (дигидрокверцетин), являясь биологическим элиситором, в малых концентрациях действует на иммунную систему растений, вызывая в ряде случаев продолжительную неспецифическую устойчивость к болезням, улучшает функцию проводящей системы растений, спо-
собствуя снабжению их надземной части элементами питания и усиливая отток продуктов фотосинтеза из листьев в плоды и корневую систему. Кроме того, препарат способствует увеличению содержания хлорофилла в растениях, а, следовательно, и усилению фотосинтеза, повышая продуктивность выращиваемых культур [2, 8].
Примером синтетических регуляторов роста растений являются ми-вал-агро, энергия-М (ортокрезокси-уксусной кислоты триэтаноламмо-ниевая соль + хлорметилксилатран). Они обладают высокой иммунопро-текторной активностью, замедляют преждевременное старение и гибель растений от экстремальных факторов внешней среды. Под их воздействием происходит активизация биосинтеза ДНК, РНК и белка, что ускоряет рост и развитие растений. Применение этих препаратов на более поздних стадиях развития растений (цветение, плодообразо-вание) стимулирует эндогенное продуцирование этилена, что ускоряет процессы созревания.
В последние годы на основе передовых научных достижений разработаны РРР, обладающие широким спектром физиологической активности, безопасные для человека и окружающей среды. Ежегодно государственные регистрационные испытания проходят 3-5 препаратов, среди которых как новые препаративные формы уже известных химических соединений, так и оригинальные формулы.
Мелафен (меламиновая соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты) - новый продукт химического синтеза, способствующий усилению активности а- и р-амилаз, участвующих в процессах поглощения воды семенами. Под действием препарата ускоряется их прорастание, активизируются процессы фотосинтеза и дыхания растений. Преимущество мелафена в том, что он в сверхмалых концентрациях эффективно влияет на рост и развитие растений, их урожайность и качество получаемой продукции [7].
Испытания препарата в нескольких регионах страны с различными климатическими условиями на ржи, озимой и яровой пшенице, ячмене, сое, рисе, кукурузе, горохе, подсолнечнике, кормовых бобах, кормовом просе, суданской траве, яровом рапсе, расторопше пятнистой показали, что урожайность в зависимости от культуры в среднем возрастает на 10-20%.
Так, в условиях Краснодарского края (2006-2009 гг.) применение препарата на озимой пшенице повышало устойчивость растений к заморозкам и обеспечивало прибавку урожайности на 13-16 % при урожайности в контроле 42,1-53,8 ц/га. На кукурузе прибавка урожая зерна составила 5,6-7 ц/га (10-20 %), подсолнечнике - 1,9-2,3 (12-15 %), рисе - 6,9-9,2 (13-16 %), сое - 2,33,6 (17-19 %), свекле сахарной -28,2 ц/га (21,2 %). Сбор сахара был выше на 0,65 т/га. Аналогичные результаты получены в Ульяновской, Рязанской и Курганской областях [7, 9].
Регулятор роста растений биодукс (полиненасыщенные жирные кислоты) поступил на регистрационные испытания в 2012 г. Исследования показали, что препарат способен формировать у растений неспецифическую (к грибам, бактериям, вирусам), системную, продолжительную (в течение 1-2 мес.) устойчивость и активировать ростовые и биологические процессы. Исследованиями в различных агроклимати-
ческих зонах показана высокая биологическая эффективность препарата. По данным Башкирского НИИСХ, прибавка урожая зерна яровой пшеницы составила 3-4,3 ц/га (18-20 %), озимой пшеницы -6,3-7 (37-41 %), ярового ячменя -2-4,8 ц/га (13-32 %).
Опрыскивание посевов зерновых культур препаратами повышало устойчивость растений к угнетению и повреждению, вызываемому различными листостебельными грибными болезнями (табл. 1).
Под действием биодукса урожайность гречихи увеличилась на 4-4,3 ц/га (26-27 %), подсолнечника - на 2,2-2,7 (17-21 %), гороха -на 2,5 (20 %), свеклы сахарной - на 26,4-39,3 (7-11 %), картофеля - на 30 ц/га (11 %).
В полевых опытах Тамбовского НИИСХ установлено, что применение биодукса снижало распространенность болезней, способствовало формированию более развитых растений и, как следствие, повышало продуктивность культур. На ячмене яровом урожайность повысилась на 2,4-2,8 ц/га (18-21 %), гречихе -на 2,8 (15 %), горохе - на 2,94,9 ц/га (24-41 %).
На овощных культурах, по результатам испытаний во ВНИИ овощного хозяйства и ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, установлено положительное влияние биодукса на формообразовательные процессы и устойчивость растений к поражению болезнями.
Таблица 1
Влияние регуляторов роста растений на развитие (%) грибных болезней на посевах зерновых культур (2012 г.)
Ячмень
Вариант Пшеница яровая, сорт Экада 70 Пшеница озимая, сорт Башкирская 10 яровой, сорт Первенец
мучнистая бурая септориоз бурая септориоз септориоз
роса ржавчина ржавчина
Контроль 41,2 33,3 19,6 24,7 33,5 64,4
Иммуноцитофит (эталон) 13,0 20,5 9,9 22,6 29,3 46,9
Биодукс, 1 мл/т + 1 мл/га 15,4 11,1 15,4 20,8 24,1 37,1
Биодукс, 2 мл/т + 2 мл/га 10,4 6,5 11,8 16,5 17,5 34,0
Прибавка урожая плодов томата в условиях защищенного грунта составила 0,4-0,6 кг/м2 (11-17 %). Урожайность моркови повысилась на 5,3-9,2 т/га (7-12 %), капусты белокочанной - на 4,6-5,7 т/га (7-8 %), огурца - на 1-1,3 кг/м2 (11-14 %), лука репчатого - на 1,62,5 т/га (15-24 %).
В опытах Кубанского госагроуни-верситета применение биодукса в предрегистрационных испытаниях повысило урожайность капусты белокочанной на 66,2-81,9 ц/га (2126 %), сои - 1,4-2,4 ц/га (9-13 %), винограда - 0,87-1,02 т/га (2732 %), в Белгородском НИИСХ урожай семян подсолнечника увеличился на 0,5-0,7 т/га (20-28 %), корнеплодов свеклы сахарной - на 2,84,7 т/га (11-18 %).
Высокую биологическую активность показал полифункциональный препарат с уникальными свойствами - авибиф (полидиаллилдимети-ламмоний хлорид). Это биологически активное полимерное соединение, обладающее выраженным ростстимулирующим, антистрессовым, фунгицидным и бактерицидным действием. Являясь экзогенным индуктором защиты растений, авибиф активизирует прорастание семян при недостатке влаги, обеспечивает их высокую всхожесть, активный рост и сохранность корней и проростков, стимулирует рост корневой системы, активизирует накопление хлорофилла и способствует рациональному использованию растениями воды в процессе вегетации даже в условиях жесткой засухи.
Фунги- и бактериопротекторное действие авибифа обусловлено изменением электрохимических свойств мембран фитопатогенов, что приводит к нарушению процессов транспорта веществ и биологического окисления в них. Под воздействием препарата повышается устойчивость растений к поражению бактериями рода Pseudomonas и, в частности, Pseudomonas syringe -возбудителю базального бактериоза зерновых, а также к фитопатоген-ным бактериям из родов Xantho-
monas, Erwinia, Corynebacterium, Agrobacterium, Streptobacterium, вызывающим развитие черной и бурой гнили, отмирание побегов, поражение листьев и завязей у овощных культур, косточковых и семечковых плодовых насаждений [6].
В 2011-2012 гг. в государственных регистрационных испытаниях в различных почвенно-климатичес-ких зонах страны он показал высокую биологическую,хозяйственную и экономическую эффективность. Урожай озимых и яровых зерновых культур в зависимости от зоны выращивания увеличился на 26 %, содержание клейковины в зерне - на 6,6-8 %, белка - на 1,5-2 %, стек-ловидность - на 4 %.
По данным Кубанского госагроу-ниверситета и Тамбовского НИИСХ, применение препарата позволило повысить устойчивость растений подсолнечника к поражению белой гнилью и увеличить урожайность семян на 6-19 %, сбор масла с гектара повысился - на 7-10 % (табл. 2).
В Орловской, Тамбовской областях и Краснодарском крае применение авибифа способствовало повышению урожайности сои на 6-15 %.
По данным ВНИИ кукурузы и Воронежского НИИСХ, за счет увеличения высоты растений (на 20 см), длины и массы початка, числа зерен в нем прибавка урожая зеленой массы кукурузы достигала 30 %, зерна - 21 %.
Высокую эффективность показал препарат и на сахарной свекле в Кубанском ГАУ и Воронежском НИИСХ. Урожайность корнеплодов повысилась на 10-30 %.
Влияние регуляторов роста и устойчивость к поражению белой п (Тамбовский Н]
Авибиф положительно влиял на рост и развитие растений картофеля, урожайность, выход семенной и продовольственной фракций, повышал устойчивость к поражению клубней нового урожая паршой обыкновенной и ризоктониозом, улучшал качество продукции (данные Кубанского ГАУ и ВНИИ картофельного хозяйства). Прибавка урожая составила 8-16 %, выход семенной фракции увеличился на 4 %.
На овощных культурах, как в открытом, так и защищенном грунте применение авибифа обеспечило прибавку урожая томата, в зависимости от условий выращивания, на 8-34 %, перца сладкого - на 42127 %, огурца - на 10-15 % (данные Кубанского госагроуниверси-тета и ВНИИССОК). Использование регулятора роста снижало содержание нитратов в товарной продукции на 27-30 % в сравнении с контролем.
На яблоне разных сортов (данные ВНИИ садоводства и ВСТИСП) авибиф повысил устойчивость растений к поражению паршой и увеличил продуктивность культуры (на 3055 %) (табл. 3).
В настоящее время на стадии регистрации находится высокотехнологичный регулятор роста атоник плюс (нитрофенолы), производимый компанией «Асахи Кемикал МФГ Ко Лтд». Препарат нашел широкое применение более чем в 20 развитых странах мира. Механизм его действия основан на активации цитоплазматического движения, что способствует увеличению содержа-
Таблица 2
растений на урожайность
илью подсолнечника сорта Спартак
[ИСХ, 2011 г.)
Вариант Урожайность* (т/га) Белая гниль (%)
прикорневая стеблевая корзиночная
Контроль 2,51 14,0 5,1 15,6
Мивал-агро (эталон) 2,63 12,8 4,6 14,9
Авибиф, 0,15 л/т + 0,15 л/га 2,74 10,5 3,9 13,7
Авибиф, 0,3 л/т + 0,3 л/га 2,87 9,3 3,2 12,8
Авибиф, 0,6 л/т + 0,6 л/га 2,98 7,6 2,4 11,3
НСР05 0,10
* В пересчете на 7 % влажность (ГОСТ 22391-89).
Таблица 3
Влияние регуляторов роста растений на распространенность и развитие парши на плодах яблони (ВСТИСП, 2012 г.)
Сорт Орлик Сорт Коричное Новое Сорт Конфетное
Вариант балл распространение (%) развитие (%) балл распространение (%) развитие (%) балл распространение (%) развитие (%)
Контроль 2,97 90,0 62,0 1,45 35,0 29,0 2,15 82,5 44,0
Крезацин, 0,15 кг/га 2,25 82,5 47,15 1,2 20,0 24,0 1,9 70,0 38,0
Авибиф. 0,6 л/га 1,82 75,0 36,5 1,12 12,5 22,5 2,07 95,0 43,0
Авибиф, 1 л/га 2,4 85,0 45,5 1,42 27,5 28,5 1,72 65,0 33,1
НСРо5 - 12,5 10,1 - 5,5 5,0 - 12,5 6,1
ния сахаров и хлорофилла в растениях, положительно влияет на процессы фотосинтеза, ассимиляции питательных веществ и поступления к генеративным органам растений. Увеличение количества ассимилян-тов активирует различные ферменты синтеза белков и, следовательно, способствует повышению продуктивности растений и улучшению качества продукции.
Трехлетние полевые испытания атоника плюс на широком спектре сельскохозяйственных культур в различных агроклиматических зонах страны показали его высокую эффективность.
Так, по результатам испытаний Кубанского госагроуниверситета и ВНИИКХ, обработка посадочных клубней картофеля и опрыскивание растений в период вегетации атони-ком плюс способствовали повышению валового урожая картофеля высокого качества в зависимости от региона выращивания на 10-27 %. Следует отметить, что при применении атоника плюс формировалось большее число клубней размером 31-50 мм.
В опытах Московского НИИСХ «Немчиновка» и во ВНИИБЗР установлено антистрессовое действие атоника плюс при совместном внесении его с гербицидами на зерновых культурах. Препарат снижал угнетающее влияние гербицидов на культурные посевы, увеличивал густоту посева как по сравнению с контролем, так и с вариантами обработки посевов только гербицидами, способствовал улучшению выполненности зерна. Прибавка урожая зерна составила 6-14 %, содержа-
ние белка и клейковины в зерне увеличивалось на 0,5-1,5 %.
Опыты на сахарной свекле в Белгородском НИИСХ и ВНИИБЗР наглядно показали выраженный рост-стимулирующий эффект атоника плюс. Урожайность корнеплодов и сбор сахара увеличились на 13-25 %.
Аналогичные результаты получены и на культуре рапса озимого. Препарат положительно влиял не только на урожайность семян, но и на выход побочной продукции. По данным Кубанского госагроуниверситета и ФГУ «ЦАС «Калининградский», применение атоника плюс обеспечило прибавку урожая семян 5-16 %. Выход побочной продукции - 4-5 %.
На овощных культурах даже в экстремальных условиях произрастания (высокая температура, засуха) проявлялось стимулирующее и антистрессовое действие препарата. Его применение способствовало росту растений, особенно на начальных этапах развития, увеличивая выход ранней продукции на 515 %. По данным Кубанского госаг-роуниверситета и ВНИИ овощеводства, применение атоника плюс за счет усиления ростовых и формообразовательных процессов способствовало повышению урожайности на 10-20 %, снижению выхода некондиционной продукции на 5-7 % и улучшению ее технологических качеств.
В 2011-2012 гг. были заложены опыты по изучению биологической эффективности препарата агрости-мулин (2,6-диметилпиридин Ы-ок-сид + продукт метаболизма симби-онтного гриба СуНпбгосагроп тадпив1апит), широко применяе-
мого на Украине и Казахстане. Механизм действия препарата основан на индуцировании пролонгированной устойчивости, увеличении проницаемости клеточных мембран, снижении потерь энергии на транспорт нутриентов, повышении фотосинтетической активности, активации синтеза белков и углеводов и ускорении процессов метаболизма.
Испытания на озимых и яровых зерновых культурах показали, что применение агростимулина повышало устойчивость растений к комплексу листостебельных болезней (мучнистая роса, виды пятнистостей и фузариоза), способствовало значительному росту урожая всех культур. При этом в Подмосковье (данные Московского НИИСХ «Немчиновка») прибавка урожая зерна озимой пшеницы составила 15-20 %, яровой пшеницы - 7-15 %,ярового ячменя - 19-24%.
По данным Ульяновского НИИСХ, на ячмене яровом за счет стимулирующего воздействия агростимулина на слабую корневую систему культуры и последующий рост продуктивной кустистости урожайность повысилась на 15 %. В Курганской области (Курганский НИИСХ) прибавка урожая зерна составила 814 %, содержание клейковины и белка в зерне увеличилось на 2-4 %.
Таким образом, из широкого спектра регуляторов роста растений предпочтение следует отдавать препаратам, которые оказывают не только ростстимулирующее, но и защитное действие от неблагоприятного воздействия абиотических и антропогенных факторов и болезней на растения.
4 Защита и карантин растений № 6, 2014
ЛИТЕРАТУРА
1. ВакуленкоВ.В., ШаповалО.А. Новые регуляторы роста в сельскохозяйственном производстве. В сб. Научное обеспечение и совершенствование методологии агрохимического обслуживания земледелия России. - М, 2000, с. 71-89.
2. Корзун А.М., Нурминский В.Н., Ро-зинов С.В. и др. Исследование действия дигидрокверцетина на стабильность и ионную электропроводность вакуоляр-ной мембраны. Материалы докладов Международной конференции (1824 июня 2007 г.). - Сыктывкар, 2007, ч. 2, с. 207-221.
3. Кульнев А.И., Соколова Е.А. Многоцелевые стимуляторы защитных реакций роста и развития растений. Сб.тр. - Пу-щино, 1994, с. 100.
4. Малеванная Н.Н. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве // Плодородие, 2001, № 1, с. 29.
5. Малеванная Н.Н. Препарат циркон -иммуномодулятор нового типа. Тез. докл. научно-практ. конф. «Применение препарата циркон в производстве сельско-
хозяйственной продукции». - М, 2004, с. 17-20.
6. Махмуткин В.А. Препарат авибиф 15 % ВРК - новый российский полифункциональный регулятор роста растений, антистрессант, фунгицид и бактерицид // Российская аграрная газета, № 3 (31) 1-15 февраля 2013 г.
7. Фаттахов С.Г., Резник В.С. Мела-фен - перспективный регулятор роста растений для сельского хозяйства и биотехнологии. Сборник материалов Всероссийского семинара-совещания «Состояние исследований и перспективы применения регулятора роста растений нового поколения «мелафен» в сельском хозяйстве и биотехнологии». - Казань, 2007, с. 3-12.
8. Чекуров В.М., Сергеева С.И. Новые регуляторы роста // Защита и карантин растений, 2003, № 3, с. 13-15.
9. Эффективность применения регуляторов роста в технологии возделывания озимой пшеницы / Труды Кубанского аграрного университета, 2009, № 4(19), с. 69-71.
10. http: //www.maketresearch.com/ CCM-International-Limited-v3539/.
Аннотация. Приведены классификация и механизм действия регуляторов роста растений различной химической природы, их роль в повышении устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды, данные по влиянию регуляторов роста растений на урожайность сельскохозяйственных культур и качество выращиваемой продукции.
Ключевые слова. Регуляторы роста растений (РРР), биологическая эффективность, сельскохозяйственные культуры, урожайность, болезни растений, устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды.
Abstract. Division and work effect of plants growth regulators of various chemical origin, their part in icreasing plants resistance to adverse environmental factors, influence on crops yield and quality were shown.
Keywords. Plants growth regulators, biological efficiency, crops, yield, plants diseases, plants resistance to adverse environmental factors.
Всероссийский НИИ агрохимии
