Влияние фитогормонов на водопоглощение семян мягкой пшеницы и их прорастание Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

УДК 630.114.12+181.525:633.111.1

ВЛИЯНИЕ ФИТОГОРМОНОВ НА ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ СЕМЯН МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ И ИХ ПРОРАСТАНИЕ

Х.Э. Тагоева, М.Б. Каримов, Б.Р. Расулов, В.А. Бободжанов

Рассмотрено влияние различных компонентов в водном растворе на коэффициент набухания и водопоглощения семян сортов мягкой пшеницы в лабораторных условиях. Тщательный анализ полученных результатов в течение 64 часов набухательно-го процесса по впитывание воды зерна двух сортов пшеницы (Шарора и Добрый) показывает, что процесс впитывания воды находится под строгим генетическим контролем, а количество впитываемой воды, в конечном итоге, сортов пшеницы независимо от различных вариантов опыта очень схожей как детерминированный показатель.

Ключевые слова: пшеница, сорт, концентрация, фитогормоны, набухание зерно, водопоглощение, прорастание.

Введение

В настоящее время проблема обеспечения производства высококачественным семенным материалом является весьма актуальной, что требует всестороннего подхода к его решению. Развитию современной агротехники и технологии возделывания растений способствует снижение нормы высева путем обеспечения максимального количества всходов, т.е. увеличение коэффициента всходов. Установление нормы высева семян в растениеводстве, прежде всего, зависит от прорастания семян. В сельскохозяйственном производстве нормы высева устанавливаются исходя из коэффициента всхожести семян, что определяется в лабораторных условиях.

На нормальное прорастание влияет не только температурный режим, но и количество воды, поглощенной семенами. Сухие семена содержат только связанную воду, и для прорастания должны набухать, то есть поглотить определенное количество воды, необходимое для активации ферментов и создания среды для биохимических реакций. Так, вначале набухание семян осуществляется силами гидратации, а в конце -осмотическими, путем накопления продуктов гидролиза белков, липидов и углеводов.

Устойчивость и повышение производства зерна яровой мягкой пшеницы достигают совершенствованием технологии возделывания культур, созданием и подбором отзывчивых на приемы агротехники высокоадаптивных к стрессам сортов, применением приемов интенсификации. Без знания морфологических и биологических особенностей культуры, сорта, условий, необходимых для роста и развития

растений, невозможно получение их наивысшей продуктивности с высокими семенными и технологическими качествами [1].

В своих опытах С.Д. Руднев и В.Н. Пакул [2] среди сортов мягкой яровой пшеницы селекции Кемеровского НИИСХ выделили сорт Сибирский Альянс, который отличается наименьшим впитанием влаги благодаря лучшим свойствам клейковины у этого сорта, что относится к «сильной» пшенице. Исследования А.В. Никулина и И.Н. Тарасовой [3] показали, что семена пшеницы, амаранта и кукурузы имели более высокие значения энергии прорастания и лабораторной всхожести при поглощении 28-30 % воды, тогда, как семена гороха - при 60 %.

Согласно литературным данным потребность семян пшеницы в воде для набухания и прорастания не одинаково, что зависит от их размера и химического состава. Так, по Носатовскому [4] семена пшеницы поглощают 45-50 % воды к массе воздушно-сухого вещества. По Гоффману этот показатель составляет 45,6 %, по Боровицкому и др. - 47,456,8 %.

Экспериментальная часть

Целью настоящих исследований является изучение воздействия различных компонентов в водном растворе на коэффициент набухания и водопоглощения семян сортов мягкой пшеницы в лабораторных условиях. Объекты исследований служили семена сортов мягкой пшеницы Шарора и Добрый. Экспериментальные исследования проводились в 1999-2002 гг. Техника закладки и проведение опытов осуществлялись согласно общепринятой методике [ГОСТ 12038-85].

Каждые 8 часов методом взвешивания определяли количество поглощенной воды под воздействием разной концентрации (0,001, 0,01 и 0,1%) стандартных (или обычных) физиологически активных веществ -гиббереллин (ГБ), гидразин-малеиновая кислота (ГМК) и индолилуксусная кислота (ИУК). В качестве контроля использовали семена, намоченные в дистиллированной воде для сравнительного анализа.

Обсуждение результатов

Данные рис. 1 показывают возрастание двух показателей, т.е. массы семян и количества впитанной воды. Незначительное расхождение между сортами по массы семян и впитывание дистилляционной воды наблюдается лишь на 32-й и 40-й час, а во всех остальных моментах они закономерно сходятся между собой. Это свидетельствует о том, что в лабораторных условиях дистилляционная вода одинаково воздействует на семена различных сортов мягкой пшеницы.

Масса семян (Шарора), г Впытанный раствор (Шарора), г

Масса семян (Добрый), г Впытанный раствор (Добрый), г

0,8

Основной

- Основной

S 0,4

i 0,5

s

■_ 0,6

0,7

Основной

Основной

Основной Основной Основной

0

8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

Время учета, ч

Рис. 1. Впитывание дистилляционной воды (контроль) семян сортов пшеницы Шарора (цифры сверху) и Добрый (цифры снизу) при набухании

Рассмотрим действие физиологически активных веществ на процесс набухания и водопоглощения семян некоторых сортов пшеницы (рис. 2). Характер набухания семян при концентрации раствора индолилуксусной кислоты (ИУК) на уровне 0,001 % у обоих сортов значительно отличается от других концентраций ИУК. Увеличение массы семян при этом протекает стабильно и линейно. У сорта Шарора наблюдается прикосновение линии при концентрации 0,01 и 0,1 % на 8-й, 24-й, 48-й и 64-й час.

Пересечение линии при этом наблюдается на 40-й и 48-й час учета. Расхождение линии между концентрации ИУК 0,01 и 0,1 % у сорта Шарора наблюдается на 40-й час, у сорта Добрый - на 24-й. В последующие часы учета наблюдается закономерное схождение линии. Такой характер набухания семян показывает, что при высоких концентрациях раствора ИУК набухание и водопоглощение семян увеличиваются.

Наблюдается изменчивость впитывания семян пшеницы сортов Шарора и Добрый при различных концентрациях раствора ГМК в зависимости от времени учета (рис. 3). За первые 24 часа у обоих сортов наблюдается линейное возрастание массы семя при всех концентрациях, а при дальнейших часах характер впитывания воды меняется. У сорта Шарора поглощаемость воды между концентрациями ГМК значительного изменения не происходит, а у сорта Добрый высокие концентрации этого вещества ослабляют процесс поглощения воды.

0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4

Сорт Шарора

Время учета, ч

8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,00% 0,491 0,511 0,541 0,584 0,613 0,633 0,652 0,668

0,01% 0,527 0,537 0,583 0,602 0,649 0,657 0,686 0,701

0,10% 0,532 0,548 0,583 0,618 0,623 0,663 0,695 0,703

0,75

0,7

0,65

£ 0,6 а

£ 0,55 и

1 0,5 0,45

Г) А Время учета, ч

0,4 8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,00% 0,489 0,509 0,531 0,569 0,585 0,633 0,652 0,672

0,01% 0,537 0,542 0,583 0,602 0,619 0,657 0,685 0,731

0,10% 0,529 0,538 0,553 0,598 0,604 0,663 0,696 0,713

Рис. 2. Впитывание различных концентраций индолилуксусной кислоты (ИУК) семенами сортов пшеницы при набухании

Характер набухания и водопоглощение семян различных сортов пшеницы в растворе гиббереллина (ГБ) различны в зависимости от концентрации этого вещества (рис. 4). Так, если у сорта Шарора сходство между концентрации ГБ наблюдается в отдельные часы учета, то у сорта Добрый такое положение отсутствует. У сорта Добрый наблюдается стабильное возрастание массы семян при низкой концентрации этого фитогормона (0,001 %). При концентрации 0,01 % резкое увеличение массы семян можно наблюдать на 24-й, 48-й и 64-й час опыта. Такая картина характерна для сорта Шарора - на 40-й, 48-й и 64-й час. Как

видно, оба сорта имеют по три точки резкого возрастания массы, т.е. в моменты возрастания водопоглощения. В конечном итоге семена испытанных сортов больше всего имеют поглощение воды из раствора ГБ при концентрации 0,01 %.

х

к 2

01 и

ш и

0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45

Сорт Шарора

Время учета, ч

8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,001% 0,532 0,548 0,556 0,622 0,63 0,663 0,695 0,703

0,01% 0,529 0,544 0,569 0,623 0,647 0,663 0,678 0,702

0,1%% 0,541 0,561 0,573 0,619 0,656 0,674 0,683 0,715

г к

г

Ш и га и и га

0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45

Сорт Добрый

П А Время учета, ч

0,4 8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,001%% 0,536 0,548 0,556 0,602 0,638 0,663 0,695 0,709

0,01%% 0,538 0,547 0,563 0,577 0,612 0,633 0,678 0,716

0,1%% 0,545 0,561 0,573 0,583 0,596 0,623 0,683 0,712

Рис. 3. Впитывание различных концентраций гидразин-малеиновой кислоты (ГМК) семенами сортов пшеницы при набухании

0,75 0,7 0,65 0,6 I ' к 1 0,55 и ' га и га 0,5 0,45 Г) А Сорт Шарора Вре _^^^^^^ мя учета,ч

0,4 8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,001% 0,532 0,548 0,582 0,621 0,653 0,666 0,687 0,704

0,01% 0,528 0,548 0,567 0,592 0,653 0,696 0,701 0,732

0,1% 0,53 0,548 0,612 0,636 0,65 0,676 0,685 0,7223

0,75 0,7 0,65 ^ £ 0,6 % Ш £ 0,55 и и га 2 0,5 0,45 Г) А Время учета, ч

0,4 8-й 16-й 24-й 32-й 40-й 48-й 56-й 64-й

0,00% 0,502 0,528 0,572 0,621 0,643 0,686 0,692 0,713

0,01% 0,522 0,538 0,587 0,598 0,613 0,696 0,701 0,732

0,1% 0,531 0,568 0,584 0,601 0,618 0,666 0,675 0,702

Рис. 4. Впитывание различных концентраций гиббереллина (ГБ) семенами сортов пшеницы при набухании

Таким образом, по проценту впитываемой воды при набухании оба сорта, независимо от сортового различия, были похожи, хотя при этом у

51

сорта Шарора в отдельных случаях намечались некоторое незначительное превышение относительно сорта Добрый.

Тщательный анализ полученных результатов в течение 64 часов набухательного процесса по впитыванию воды зернами двух сортов пшеницы различного происхождения наводит на мысль, что процесс впитывания воды находится под строгим генетическим контролем, а количество впитываемой воды, в конечном итоге, для двух сортов пшеницы (Шарора и Добрый) независимо от различных вариантов опыта очень похожи как детерминированный показатель. Найденные минимальные сдвиги находятся в пределах ошибки опыта.

Однако при этом сортовые различия, экологические факторы, воздействие различных биологических активных веществ в зависимости от природы их воздействия могут вызвать значительные изменения в определенных соответствующих часах набухательного процесса.

В основном различие или изменение ростовых процессов при прорастании наблюдается после образования корней, стеблей в фазу образования проростков или точнее при приходе растений от гетеротрофного к автотрофному питанию.

Список литературы

1. Потенциальные возможности яровой пшеницы в северной лесостепи Западной Сибири / Пакуль В.Н., Лапшинов Н.А., Буренок В.П. [и др.] // Вестник Российской Академии сельскохозяйственных наук. 2008. №1. С. 46-48.

2. Руднев С.Д., Пакуль В.Н. О технологических свойствах зерна пшеницы селекции Кемеровского научно-исследовательского института сельского хозяйства // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 8 (50). Часть 3. С. 185-188.

3. Никулин А.В., Тарасова И.Н. Определение зависимости прорастания семян от степени набухания // Успехи современного естествознания. 2011. № 5. С. 128-128.

4. Носатовский А.И. Пшеница: биология. Изд-е. второе, доп. М.: Колос, 1965. 568 с.

Тагоева Хатича Эркаевна, ст. преподаватель, karimovm. b@mail.ru, Таджикистан, Дангара, Дангаринский государственный университет,

Каримзода Махмадкул Бобо, д-р хим. наук, проф., karimovm. b@,mail.ru, Таджикистан, Душанбе, Душанбинский филиал Национального исследовательского технологического университета "МИСиС ",

Расулов Бахтиёр Рахмонбердиевич, канд. с.-х. наук, доц. b.rasulov@,mail.ru, Таджикистан, Дангара, Дангаринский государственный университет,

Бободжанов Вахоб Акбарович, д-р биол. наук, проф., vakhob1945@,.mail.ru, Таджикистан, Душанбе, Таджикский аграрный университет им. Ш. Шотемур

INFLUENCE OF PHYTOHORMONES ON WATER ABSORPTION OF SEEDS OF SOFT WHEAT AND THEIR GERMINATION

H.E. Tagoyeva, M.B. Karimov, B.R. Rasulov, V.A. Bobodzhanov

Influence of various components in water solution on coefficient swelling and a voter adsorption of seeds of grades of soft wheat in vitro is considered. The careful analysis of the received results within 64 hours of intumescence process on absorption of water of grain of two varieties of wheat (Sharora and Dobriy) shows that process absorption of water is under strict genetic control, and amount of the absorbed water finally of wheat grades irrespective of various options of experience very similar as the determined indicator.

Key words: wheat, variety, concentration, phytohormones, swelling grain, water absorption, germination.

Tagoyeva Haticha Erkayevna, senior lecturer, karimovm. h a mail. ru, Tajikistan, Dangara, Dangara state university,

Karimzoda Makhmadkul Bobo, doctor of chemical science, professor, director, karimovm.b@mail.ru, Tajikistan, Dushanbe, Dushanbe branch of National University of Science and Technology "MISiS",

Rasulov Bakhtiyor Rakhmonberdiyevich, candidate of agricultural science, b.rasulov@mail.ru, Tajikistan, Dangara, Dangara state university,

Bobodzhanov Vakhob Akbarovich, doctor of biological science, professor, vakhobl945amail.ru, Tajikistan, Dushanbe, Tajik agrarian university by name of Sh. Shotemur