CC BY
24Scientific Journal Impact Factor
ВЛИЯНИЕ АКРИЛОВОГО ПОЧВЕННОГО КОНДИЦИОНЕРА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ К
БОЛЕЗНЯМ
Колесников Л.Е.,
канд. биол. наук, доцент, зав. кафедрой защиты и карантина растений ФГБНУ ВО СПбГАУ
Успенская М.В., доктор техн. наук, профессор, директор МНЦ БиоИНженерии,СПБ
В статье исследовано влияние гидрогелевых композитов на основе акрилата калия и N, N'-метиленбисакриламида и полимерных гидрогелей, наполненных коллагеносодержащей формой отходов животного происхождения на урожайность и устойчивость к заболеваниям мягкой пшеницы сорта мягкой пшеницы и тритикале Trizo, к-64981 и Dua, к-828.
Ключевые слова: гидрогель, пшеница, урожайность, жёлтая ржавчина, гниль, мучнистая роса.
THE EFFECT OF ACRYLIC SOIL CONDITIONER ON THE PRODUCTIVITY AND RESISTANCE OF SOFT WHEAT TO DISEASES
Kolesnikov L.E., Uspenskaya M.V., Kremenskaya Marianna Igorevna
The article examines the effect of hydrogel composites based on potassium acrylate and N, N-methylene bisacrylamide and polymer hydrogels filled with a collagen-containing form of animal waste on the yield and resistance to diseases of soft wheat varieties of soft wheat and triticale Trizo, k-64981 and Dua, k-828.
Key words: hydrogel, wheat, yield, yellow rust, rot, powdery mildew.
ВВЕДЕНИЕ
Производство продукции растениеводства в мире сопровождается истощением ресурсов пресной воды в результате орошения посевных площадей,
Университета ИТМО Кременская Марианна Игоревна
доктор технических наук, доцент
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Scientific Journal Impact Factor
химического и биологического загрязнения окружающей среды [1]. При этом производство зерновых культур в мире должно вырасти почти на 1 млрд. т/год с учётом роста населения нашей планеты.
В качестве структурообразователей почвы и полимерных носителей для освобождения питательных веществ, необходимых для роста и развития сельскохозяйственных культур, а также при производстве химических средств защиты растений в сельском хозяйстве нашли широкое применение гидрогели [2]. Свойства акриловых гидрогелей напоминают свойства биологических тканей и обусловлены их способность удерживать и отдавать воду растениям по мере необходимости [3].
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Весьма перспективным направлением является создание полимерных гидрогелей, наполненных коллагеносодержащей формой отходов животного происхождения - белковым стимулятором роста. Экспериментальные исследования были выполнены в условиях опытных полей ФГБНУ «ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова». Растительным материалом исследования являлись сорта мягкой пшеницы и тритикале Trizo, к-64981 (РФ) и Dua, к-828 (Австралия).
Объектом исследования явилась влагопоглощающая полимерная гидрогелевая композиция на основе акрилата калия и N, N-метиленбисакриламида [4]. Полимерный гидрогель на основе акрилата калия был получен в Международном научно-исследовательском институте биоинженерии Университета ИТМО. Белковый гидролизат (рис. 1) был разработан на мегафакультете пищевых биотехнологий и низкотемпературных систем Университета ИТМО при переработке убойных животных (Патент РФ № 2662782. 31.07.2018). В его состав входит в различных сочетаниях большинство групп аминокислот, влияющих на урожайность сельсхозкультур и повышающих их устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды. Основным действующим компонентом в белковом гидролизате является глицин в содержании 1/3 от общей массы всех присутствующих в нем аминокислот [5].
В полевом опыте сорта пшеницы и тритикале были высеяны в середине мая вручную на делянках площадью 1,2 м2, рядовым способом посева с междурядьями 15 см и расстоянием в ряду 2 см. Для каждого образца учетная делянка состояла из 6 рядков, в каждый рядок при посеве было помещено 50
Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 1 | ISSUE 7
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
зерен. Норма высева семян составила 300 зерен на 1,2 м2. Глубина заделки семян 5-6 см.
Схема опыта при внесении полимерного гидрогеля и белкового стимулятора роста в почву:
• К - Контроль (без внесения в почву биопрепаратов);
• 0,5G (Гидрогель в перерасчете на возможность связывания 200 мл воды);
• 1G (Гидрогель в перерасчете на возможность связывания 400 мл воды);
• 0,5G:1S (Гидрогель + Белковый стимулятор в перерасчете на возможность связывания 200 мл воды);
• 1G:2S (Гидрогель + Белковый стимулятор в перерасчете на возможность связывания 400 мл воды).
Особенности влияния полимерного гидрогеля на основе акрилата калия и белкового стимулятора роста на урожайность мягкой пшеницы и тритикале отражены на рис. 1.
Образец
Tnzo *64Эв< Dua »-К*
К 0 5G 1G 1G 2S 0.5G1S К О 5G 1G 1G2S 0.5G 15
варианты опыта
Рис. 1. Урожайность мягкой пшеницы (т/га) при внесении полимерного гидрогеля и белкового стимулятора
В лабораторных условиях проводили оценку степени поражения растений гельминтоспориозной корневой гнилью Bipolaris sorokiana (Sacc.) Shoem. в фазы кущения пшеницы (стадия законченное кущение) и колошения-цветения. Интенсивность поражения флаговых и предфлаговых листьев пшеницы возбудителем мучнистой росы Blumeria graminis Speer. определяли по графической шкале условной степени поражения растений. Интенсивность
Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 1 | ISSUE 7
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
поражения пшеницы возбудителем желтой ржавчины Puccinia striiformis West. син. Р. glumarum Eriks. et Henn. оценивали по шкале Маннерса. Кроме того, определяли суммарное число пустул на лист, число полос с пустулами, длину полос с пустулами, площадь пустулы и их число в полосе.
Снижение развития корневой гнили на 9 % по сравнению с контролем было отмечено в варианте 0,5G:1S. При использовании только полимерного гидрогеля в варианте 1G выявлено снижение развития гнили на 6,7%. При совместном применении полимерного гидрогеля и белкового стимулятора роста в наибольших концентрациях 1G:2S степень поражения растений корневой гнилью увеличилась на 2,2%.
Развитие септориозной пятнистости на сорте Trizo, к-64981 при использовании полимерного гидрогеля в варианте опыта 1 G было, как и в контроле. Однако в вариантах опыта при использовании полимерного гидрогеля в более низких концентрациях 0,5G и 1G:2S степень поражения листьев пшеницы болезнью снизилась на 12,5% по сравнению с контролем.
Особенности развития желтой ржавчины на сорте Trizo, к-64981 при использовании полимерного гидрогеля и белкового стимулятора роста отражены на рис. 2. Наименьшее число пустул возбудителя болезни было зарегистрировано в варианте опыта 0,5G:1S.
-[-
«.00 ari -1 --
К 0 5G 10 10 2S O SO IS
Варианты опыта
Рис. 2. Изменение числа пустул возбудителя желтой ржавчины на флаговых листьях сорта Trizo, к-64981
Впервые в 2020 г. выявлены симптомы отклонения от нормального роста и развития растений - деформации неизвестной этиологии (рис. 3). Наиболее выраженные фенотипические изменения заключались в искривлении колосьев и спиралеобразных скручиваниях листьев в стадии выколашивания. В течение последующих фаз онтогенеза симптомы оставались без изменений. Значительного снижения урожайности данные отклонения не вызвали.
Scientific Journal Impact Factor
а) б)
Рис. 3. Симптомы отклонений от нормального роста и развития растений неизвестной этиологии: а) деформация колосьев тритикале (Dua,
к-828);
б) деформация растений мягкой пшеницы (Trizo, к-64981)
Применение биопрепаратов оказывало влияние на распространенность симптомов отклонений от нормального роста и развития мягкой пшеницы и тритикале неизвестной этиологии (рис. 4). Наибольшая эффективность в отношении деформации пшеницы была выявлена в вариантах Ш и Ш:2Б.
Варианты I
Рис. 4. Распространенность симптомов отклонений от нормального роста и развития растений неизвестной этиологии при использовании полимерного гидрогеля и белкового стимулятора роста
В качестве заключения резюмируем, что полученные акриловые почвенные кондиционеры положительно сказываются на урожайности,
Scientific Journal Impact Factor
выносливости мягкой пшеницы и имеют достаточно большие перспективы для дальнейшего применения в сельском хозяйстве.
REFERENCES
1. Falkenmark M., Rockstrôm J. Balancing Water for Humans and Nature: The New Approach in Ecohydrology. -2014.- 320 p.
2. Guilherme M.R., Aouada F.A., Fajardo A.R., Martins A.F., Paulino A.T. , Davi M.F.T., Rubira Adley F., Muniz E.C. Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides for application in agriculture as soil conditioner and nutrient carrier: A review// European Polymer Journal. 2015-V. 72.- P. 365-385. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2015.04.017
3. Zohuriaan-Mehr M.J., Kabiri K. Superabsorbent polymer materials: a review / //Iranian Polymer Journal. - 2008. -№. 17(3). - P. 451-477.
4. Baidakova M., Sitnikova V., Uspenskaya M., Olekhnovich R., Kremenevskaya M. Polymer acrylic hydrogels with protein filler: Synthesis and characterization //Agricultural Research. - 2019. - V. 17. - I. 1. - P. 913-922.
5. Кременевская М.И., Колесников Л.Е., Разумова И.Е. Влияние белкового стимулятора из спилка крупного рогатого скота на элементы продуктивности пшеницы и интенсивность развития болезней // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета -2018. - № 4(53). - С.
80-87.
