Тестирование средств защиты растений сахарной свёклы от засухи и неблагоприятных условий произрастания Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК635.11:57.04:581.11

ТЕСТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ САХАРНОЙ СВЁКЛЫ ОТ ЗАСУХИ И НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ

Т. Iushkevich

Sugar beet Physiological Institute, Inner Mongolia Agricultural University Hohhot, Inner Mongolia, China

В статье обсуждаются результаты испытаний на растениях сахарной свёклы средств защиты растений от засухи и других неблагоприятных условий произрастания. Полученные результаты позволяют отобрать перспективные средства для последующего изучения межклеточных систем регуляции и механизмов устойчивости растений. Отмечен положительный эффект действия препаратов «Циркон», «НВ-101», раствора «ПВА». Время достижения показателей снижения веса до значений 20 и 40 от контрольного удлинялось максимально до 5 и 7 часов соответственно. Эффективны в первый час действия комплекса критических абиотических факторов (вода и температура) препараты «Новосил», «МикроFe», раствор «ПВА», «Водосбор», «Ферровит», «Эпин-Экстра». В два-пять раз медленнее снижался вес по сравнению с контрольными значениями.

Ключевые слова: сахарная свёкла, устойчивость, абиотические факторы, «Циркон», «НВ-101», «Водосбор», «Стимул», «ПВА», «МикроFe», «Эпин-Экстра», «Новосил», «Феровит», «Крезацин», «Цитовит».

Правительством Китая уделяется большое внимание развитию сельского хозяйства страны и поддержанию традиционного уклада жизни жителей страны, проживающих в сельской местности. По масштабам производства сельское хозяйство Китая является крупнейшим в мире. Однако в настоящее время сельскохозяйственное производство страны имеет проблемы, которые необходимо решить очень быстро. Сельское хозяйство страны испытывает недостаток площадей для производства растениеводческой продукции. Интенсификация производства приемлема на ограниченных площадях. Большая часть сельскохозяйственных площадей располагается в тяжёлых для интенсивного производства местах, производство растениеводческой продукции и сырья связано с высокой долей ручного труда.

Решение проблемы энергоснабжения страны позволяет в настоящее время расширять промышленное производство и увеличивать его мощности, в том числе наращивать и объёмы производства сельскохозяйственного сырья. Строительство высокотехнологичных комплексов, работающих круглый год, позволяет высвобождать землю для выращивания технических культур и особенно клубне- и корнеплодов. Производимая продукция в необходимых объёмах и качестве обеспечивает внутренние потребности населения страны и частично экспортируется в соседние страны. Переработка излишков сезонной продукции осуществляется на перерабатывающих предприятиях, обеспечивая население сельскохозяйственных районов рабочими местами. Переработанная продукция перевозится по транспортным магистралям (наземным и водным транспортом) к местам временного хранения и отгрузки внутренним и международным потребителям. Государство обеспечивает своевременное строительство необходимых инженерных сооружений (дороги, линии электропередач, водоснабжающие системы для обеспечения разных производств и населения технической и питьевой водой) в зависимости от объёмов производимой продукции сельскохозяйственными районами страны. Однако дальнейшее развитие сельского хозяйства и переработки его продукции уже ограничивается объёмами производимого сырья. Для развития перерабатывающей промышленности страны необходимо интенсифицировать и технологически улучшить существующее производство. Одним из востребованных направлений перерабатывающей промышленности, дающей стране ощутимые доходы в валюте, является производство сахара из сахарной свёклы. Эта распространённая ресурсно-сырьевая культура занимает значительные площади и возделывается в местах, непригодных для других сельскохозяйственных культур.

Общеизвестно, что сахарная свёкла является устойчивым к неблагоприятным факторам окружающей среды растением [1]. Однако её урожайность зависит от способности растения противостоять интенсивным неблагоприятным факторам, зачастую одновременно влияющим на растение. Природно-климатические условия Китая, особенно в районах традиционных мест выращивания сахарной свёклы фермерами, отличаются от таковых в России. Летом очень часто на растения одновременно воздействуют такие неблагоприятные факторы окружающей среды, как иссушающий ветер (суховей), значительные суточные колебания температуры воздуха, продолжительные высокие дневные температуры воздуха (+32-35 °С до четырёх часов в сутки), почвенная засуха (снижение показателя до 40-60 %), солнечная инсоляция, ограничение в использовании пресной воды, ливневые затяжные дожди. К неблагоприятным факторам возделывания свёклы, помимо сказанного, относится и то, что из-за дефицита плодородных и улучшенных пашен эта культура возделывается на почвах тяжёлого механического состава (тяжёлые суглинки), дефицитных по питательным веществам и очень часто подверженных засолению, а также в отдалении от источников воды, что ограничивает возможности внедрения поливных приспособлений и мелиоративных приёмов в технологии выращивания свёклы. Традиционные сорта свёклы, являющиеся результатом народной селекции, и их улучшенные гибриды позволяют получать в таких условиях достаточно стабильные и ожидаемые урожаи. Однако, как показывает негативный опыт последних лет, свекловодство в Китае и китайские фермеры в засушливые годы имеют значительные убытки из-за снижения общей урожайности и содержания сахара в корнеплодах. Компенсации страховых компаний покрывают издержки производства, но перспективность отрасли в масштабах государства зависит от поиска новых способов защиты свёклы от действия природных факторов в условиях, пока методы геномной трансформации этой культуры малоэффективны и экономически не обоснованы.

Одним из перспективных направлений защиты растений является включение в технологию производства свёклы метода гиброфобизации её семян перед посевом и опрыскивание (полив) средствами защиты растений (как природными, так и их синтезированными аналогами). Это особенно важно в тех случаях, когда невозможно достичь защитного эффекта при предпосевной обработке семян или сверхсильном воздействии комплекса абиотических факторов в ключевые этапы жизни растения (особенно в засушливые годы).

Научное обеспечение сельскохозяйственного производства в России очень хорошее. Химическая промышленность, научно-производственные компании ежегодно разрабатывают и предлагают фермерам и садоводам-огородникам новые препараты - стимуляторы роста и укоренения, адаптогены, улучшенные комплексные удобрения (с хелатными формами элементов), средства защиты растений от насекомых и болезней, повышающие урожайность и т. д. Законодательство России позволяет зарубежным компаниям производить и продавать на её территории свои химические препараты. На рынке химических товаров в России законно можно приобрести сертифицированные вещества из стран Европы, Азии, США.

В Китае несколько иная ситуация. Китайские фермеры только начинают знакомиться с научными разработками учёных из России. Ввоз и применение этих веществ на полях нашей страны ограничивается законодательством государства. Существуют различия и в природно-климатических условиях стран, особенностях национальных сортов и гибридов, информационная, техническая и лингвистическая блокады о достижениях сельскохозяйственной науки в России.

Мы провели анализ российских препаратов в лабораторных условиях на листьях свёклы эталонного китайского сорта. Воздействие абиотических факторов (комплексное и сверхсильное) приводит к засыханию у свёклы её листьев. Нами были установлены причины гибели листьев растения; в первую очередь это происходит из-за разобщения транспортных и трофических процессов и связей между корнеплодом и листовой поверхностью, вследствие чего растения не способны защищать черешки листьев [2]. Повреждающее действие абиотических факторов наступает уже при 20 %-ой потере растением сырого веса. При 40 % потере сырого веса растение уже не в состоянии восстановиться и выжить. Даже при прекращении действия абиотических факторов и созданных оптимальных условий для роста у растений всё равно отмирают листья. В это время осмотический и водный потенциалы достигают критических значений, у растений нарушены трофические и электрофизиологические процессы. Умеренное воздействие абиотического фактора (20 % засуха, связанная только с прекращением поступления воды) приводило к повреждению фотосинтетического аппарата листьев, что в последующем сказывалось на сахаристости корнеплодов [3], но растения выживали. Снижались показатели фотосинтеза, растения недополучали энергию, необходимую для нормальной работы клеточной системы регуляции, как следствие останавливался рост корнеплодов и снижалось сахаронакопление. Причём повреждённый фотосинтетический аппарат пока не удаётся реанимировать имеющимися на вооружении науки и практики методами и химическими препаратами. Однако нами установлено, что повреждающее действие абиотических факторов на фотосинтетический аппарат менее выражено у устойчивых к засухе сортов и гибридов. Устойчивые растения могут дольше сохранять работающие фотосистемы, по сравнению с неустойчивыми. Эти механизмы защиты фотосинтетической системы требуют дальнейшего изучения.

У любых по устойчивости растений в любом случае существуют предельные значения, описываемые в литературе как «точки невозврата» (понимается как невозможность вернуть метаболизм растением на прежний до-стрессовый уровень или запустить генетически контролируемые адаптационные программы выживания). Разобщение жизненных процессов у растений (запасание сахаров, вегетация) приводит к прекращению роста и последующей их гибели. Умирающее растение стремится в первую очередь обновить повреждённые листья (за счёт отрастания новых листьев), если до стресса успело сформировать минимальные запасы сахара в корнеплоде. Физиологические механизмы устойчивости к стрессам и репарационные процессы связаны с участием как внеклеточных, так и клеточных регуляционных систем. Эти механизмы и процессы изучаются, но до сих пор остаются не до конца понятными [4; 5; 6].

Длительность сроков выращивания сахарной свёклы в Китае и ежегодное наступление в середине этого периода неблагоприятных погодных условий не позволяют фермерам пересевать свёклу или вводить другие культуры в производство на полях в текущем хозяйственном году. Таким образом, предотвращение негативных последствий воздействия абиотических факторов на свёклу за счёт применения защищающих растения препаратов является одним из перспективных направлений для внедрения, требующих научного обоснования.

В ходе тестирования нами были отобраны химические препараты, позволяющие защитить сахарную свёклу от негативного воздействия абиотических факторов. Методом сравнительного изучения мы оценивали действие этих препаратов разной природы на стабильность такого показателя, как сырой вес высечек листьев (молодых, зрелых и старых) эталонного китайского сорта свёклы (диаметр высечек был 0,9 см2 , площадь 2,28 см2) в течение 10 часов. За анализируемый период вес высечек снижался до минимального показателя. В течение эксперимента отмечали время достижения высечками 20 и 40 %-ой потери исходного веса, также продолжительность стабильного показателя веса. Препараты применялись в соответствии с инструкциями и в рекомендованных дозах. Использовались следующие препараты: «Циркон» (ННПП «НЭСТ М»), «Крезацин» (ЗАО Фирма «Август», ООО «Флора-Си»), «Новосил» (Новосибирский ИОХ СО РАН, НИЦИГ, ПО Электрохимический завод.), «НВ-101» (ООО «Флора», изготовлено в Японии), «Эпин-Экстра» (ННПП «НЭСТ М»), «Стимул» (БИОИБЕ-РИКА, С.А. (Испания), ООО «Фирма «Зелёная Аптека Садовода»), «Водосбор» (ВАПОР ГАРД «Миллер кеми-кал энд фертилайзер корпорейшн» Гановер (США), Пинолин - Швейцария, ООО «Фирма «Зелёная Аптека Са-

довода»), «Феровит» и «Цитовит» (ННПП «НЭСТ М»), «Микробе» (ООО «Ортон»), раствор «ПВА» (Китай). Данные препараты отличаются по механизмам защитного действия.

Отмечен положительный эффект действия препаратов «Циркон», «НВ-101», раствора «ПВА» в снижении скорости потери веса высечками листьев и увеличении времени достижения показателей 20 и 40 % потери веса по сравнению с контрольными показателями (табл.).

Эффективными в стабилизации веса высечек в первый час действия комплекса критических абиотических факторов (вода и температура) оказались препараты «Новосил», «МикроFe», раствор «ПВА», «Водосбор», «Ферровит», «Эпин-Экстра». В результате действия этих препаратов высечки в два-пять раз медленнее снижали вес по сравнению с контрольными значениями.

Таким образом, дальнейшее сотрудничество в области сельскохозяйственных наук позволит развивать взаимовыгодное сотрудничество двух стран. Российские компании могут быть конкурентоспособными на рынке химических товаров и услуг для фермеров, результаты научной мысли российских учёных могут быть внедрены в Китае.

Время достижения высечками листьев значений снижающегося веса на 20 % и 40 % от исходного

(округлённые значения)

Название препаратов Время, час

20 % 40 %

Контроль (без воды) 0,5 1

Контроль (вода) 3 5

«НВ-101» 4 6

«Циркон» 5 7

«ПВА» (раствор) 5 8

Библиографический список

1. Юшкевич, Т. И. Оводнённость тканей у растений-семенников свёклы столовой (Beta vulgaris L) при моделировании водного дефицита и его компенсации / Т. И. Юшкевич, Ю. С. Корзинников // Сельскохозяйственная биология. - 2012. - № 1. - С. 83-85.

2. Корзинников, Ю. С. Химические средства предпосевной подготовки семян / Ю. С. Корзинников, Е. Ю. Тагаева, Д. Д. Троязыков // Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири. ИрО АН ВШ. - Иркутск, 2001. - С. 46-51.

3. Юшкевич, Т. И. Актуальные проблемы выращивания свёклы в условиях весенне-летней засухи / Т. И. Юшкевич, S. Y. Zhang // Современные тенденции и перспективы развития агропромышленного комплекса Сибири: материалы Международной научно-практической конференции, 28-29 ноября 2013 г., г. Абакан / науч. ред. Г. А. Минюхина. - Абакан: Хакасское книжное издательство, 2013. - С. 91-94.

4. Кулаева, О. Н. Как свет регулирует жизнь растений // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - Т. 7. № 4. - С. 6-12.

5. Полевой, В. В. Внутриклеточные и межклеточные системы регуляции у растений / В. В. Полевой // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - № 9. - С. 6-11.

6. Башкатова, Т. И. Физиологические процессы регуляции онтогенеза свёклы обыкновенной (Beta vulgaris L.): автореф. дис. ... канд. биол. наук / Т. И. Башкатова. - М., 2002. - 24 с.

© Iushkevich Т., 2014