CC BY
76
Аграрный вестник Урала
№ 11-1 (77), 2010 г.
Агрономия
ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СУЛЬФАТОМ МЕДИ И ГИББЕРЕЛЛИНОМ НА РАСТЕНИЯ КАРТОФЕЛЯ А. С. ГУРЕВИЧ, кандидат биологических наук, доцент, Калининградский ГТУ 2360 Сов тел. (40 e-mail:po 00, г. Калинин етский просп., 12) 99-59-01, 9 stmaster@kgt град, д. 1 9-59-02, u.koenig.su
Ключевые слова: Solanum tuberosum, сульфат меди, гиббереллин, рост, фотосинтез, продуктивность.
Цель и методика исследований.
В наших предшествующих работах [1, 2] было показано, что доза меди, обеспечивающая максимальную прибавку хозяйственного урожая картофеля в случае предпосадочной обработки, вызывает торможение роста и фотосинтеза на ранних стадиях развития на фоне снижения активности эндогенных гиббереллинов и повышения активности цитокининов. Но впоследствии активность эндогенных гиббе-реллинов восстанавливается, и растения, получившие медь, догоняют и опережают контрольные по темпам роста и продуктивности. Это позволяет выдвинуть гипотезу о том, что воздействие на растения дозы микроэлемента, вызывающей максимальную прибавку урожая, носит характер стресса, а повышение урожайности происходит вследствие компенсации и суперкомпенсации стрессового воздействия.
Представляет интерес провести обработку растений, обогащенных медью, экзогенным гиббереллином, чтобы снять задержку роста, вызванную предпосадочной обработкой сульфатом меди и выяснить, каким образом это скажется на урожайности. Уменьшение хозяйственного урожая под действием гиббереллина служило бы свидетельством в пользу гипотезы о
стрессовом характере влияния предпосадочной обработки клубней сульфатом меди в избранной концентрации на растения картофеля. В связи с вышеизложенным целью настоящей работы являлось изучение совместного влияния предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и гиб-береллином на рост, фотосинтез и продуктивность растений.
Исследования проводили на картофеле Solanum Tuberosum L. сорта Лорх. В статье представлены данные, полученные при выращивании растений в лабораторной установке с использованием песчаной культуры на полной смеси Кнопа [3]. Вес песка в одном сосуде составлял 11,5 кг (в расчете на абсолютно сухую массу). Полив осуществляли до постоянного веса сосуда, исходя из 60 % влагоемкости песка. Освещенность поддерживали на постоянном уровне 8 кЛк посредством люминесцентных ламп и ламп накаливания, оснащенных водным экраном. Температура в ходе экспериментов составляла + 18 - 20° С.
Полевые эксперименты проводили в следующих условиях. Почва - серая лесная, суглинистая, имеющая следующую агрохимическую характеристику: гумус - 5,6 - 6,0; сумма поглощенных оснований - 19,5; азот - 0,16; фосфор - 10,0; калий - 12,2; подвижной
Таблица 1
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и ГК на содержание гиббереллинов и цитокининов в листьях. Фаза всходов.
Ва ри ант Содержание гиббереллинов. мг/г сухой массы Содержание цитокининов. мг/г сухой массы
К (1 .70i0.019)10-3 (1 .28 i0 .028 )■ 1 0-4
Cu (1 .44 i0 .046) 10-4 (4 .72 i0 .050 )1 0-4
ГК (3 .02 i0 .040) 10-3 (1 .48 i0 .025 )■ 1 0-4
Cu + ГК (2 .98 i0 .034) 10-3 (3 .96 i0 .023 )1 0-4
Таблица 2
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и ГК на среднесуточный прирост главного побега растений, мм/сутки.
Фазы онтогенеза Ва ри ан т
К Cu ГК C u+ ГК
Всход ы 12.3i0.05 11 ,3i0,03 18 ,0i 0.0 8 1 6 ,5i 0.1 2
Боковое ветвление 26.8i0.24 22 ,0i 0.1 3 28 ,3i 0,46 27 ,3i 0.1 9
Б утон иза ци я 11 ,4i 0.3 4 19 ,6i 0.2 4 1 8 ,6i 0,51 16 ,6i 0.2 5
Ц ветен ие 6. 9i0 .0 7 9 ,6i0 .1 0 6 ,8i0 .0 4 5. 0i0 .0 9
Начало пожелтения нижних л истье в 2. 3i0 .0 8 8 ,9i0 .2 1 2 ,2i0 .0 9 2. 3i0 .1 3
меди - 1,8 - 2,0 мг/кг. Полевые эксперименты осуществляли в десятипольном севообороте. Предшественником картофелю служила озимая пшеница. Общая площадь делянки составляла 110 м2, учетная - 100 м2. Удобрения вносили из расчета N90 Р60 К150. Обработку почвы и уход за растениями проводили в соответствии с общепринятой агротехникой.
Для экспериментов использовали посадочные клубни массой 60 - 65 г. Опытные клубни в течение суток непосредственно перед посадкой замачивали в 0,05 % растворе сульфата меди, то есть в дозировке, вызывающей максимальный прирост хозяйственного урожая и в растворе гиббе-релловой кислоты (ГК) в концентрации 3Ч0-5 М. Контрольные клубни замачивали в воде.
Высоту растений измеряли сантиметровой лентой по главному побегу. Площадь листьев измеряли весовым методом [4]. Содержание хлорофилла в листьях определяли с помощью спектрофотометра в ацетоновом экстракте [5]. Мезоструктуру листьев изучали на прижизненных срезах под световым микроскопом с помощью окулярного микрометра. Мощность слоя палисадной паренхимы рассчитывали в процентах от толщины всего мезофилла. Определение фотохимичес кой активности хлоропластов проводили по скорости фотовосстановления феррици-анида калия [6]. Содержание эндогенных фитогормонов определяли в листьях комплексным методом [7].
Замеры и анализы осуществляли в трех - пяти кратной биологической повторности в следующие фазы развития: всходы, боковое ветвление, бутонизация, начало цветения, начало пожелтения нижних листьев. Сроки взятия проб: 20, 35, 42, 52 и 72 дни вегетации в соответствии с фазами развития. Достоверность разности средних показателей оценивали по критерию t Стьюдента. Ниже представлены средние арифметические из четырех независимых экспериментов и их стандартные отклонения.
Solanum tuberosum, copper sulphate, gibberellin, growth, photosynthesis, productivity.
8
№ 11-1 (77), 2010 г.
Аграрный вестник Урала
9
Результаты исследования.
Как показали эксперименты, под влиянием замачивания клубней в растворе гибберелловой кислоты содержание эндогенных гиббереллинов в листьях повысилось (таб. 1). Особенно резко это проявилось на растениях, обработанных сульфатом меди в фазу всходов. То есть в тот период, когда в растениях, обработанных сульфатом меди, содержание эндогенных гиббереллинов значительно снижено. В то же время, повышающее содержание цитокининов действие сульфата меди сохранилось.
В ходе исследований было изучено влияние гиббереллина на процессы роста в связи с обработкой сульфатом меди. В опытах (таб. 2) среднесуточный прирост главного побега у растений, обработанных ГК, превысил контроль в фазы всходов, бокового ветвления и бутонизации, оставаясь на уровне контроля в последующие фазы развития. Растения, получившие медь, реагировали на экзогенный гиб-береллин иначе. Их рост возрастал под влиянием экзогенной ГК только в фазы всходов и бокового ветвления и существенно снижался в фазы бутонизации, цветения и пожелтения листьев. Таким образом, гиббереллин снимал тормозящий рост эффект сульфата меди в начале вегетации и стимулирующий - в конце вегетации.
Сходные закономерности проявились по отношению к площади листьев. Под действием экзогенной ГК по сравнению с контролем на всех этапах развития растений увеличилась площадь листьев (таб. 3). При совместной с сульфатом меди обработке экзогенный гиббереллин снял тормозящий эффект сульфата меди в начале вегетации и нивелировал его стимулирующее действие в конце вегетации
Обработка экзогенным гибберелли-ном оказала менее заметное влияния на накопление хлорофилла в листьях растений, чем на процессы роста. Из таблицы 4 видно, что при расчете содержания хлорофилла в листьях на единицу сухой массы проявилась некоторая тенденция к снижению содержания хлорофилла под действием гиб-береллина. Причем гиббереллин снижал и вызванное сульфатом меди повышение содержание хлорофилла в листьях картофеля.На показатели структуры мезофилла листьев экзогенный гиб-береллин также оказал понижающее действие (таб. 5). При этом экзогенная ГК сглаживала повышающее действие сульфата меди на показатели мезоструктуры листьев.Вместе с тем, структура мезофилла листьев характеризует лишь фотосинтетический потенциал растений. Реальное накопление пластических веществ отражает чистая продуктивность фотосинтеза (таб. 6). Как видно из таблицы, по отношению к контролю экзогенный гиббе-реллин повысил чистую продуктив-
Агрономия
Таблица 3
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и
ГК на площадь листьев, дм2-
Фазы онтогенеза Вариант
К Си ГК Си + ГК
Всходы 6,4±0,03 5,1±0,02 7,2±0,02 6,8±0,03
Боковое ветвление 9,7±0,04 9,1±0,05 11 ,4±0,04 10,2±0,05
Бутонизация 1 3,3±0,04 19,8±0,04 15,6± 0,1 3 14,1 ±0,09
Цветение 1 4,8±0,06 20,9±0,03 17,2±0,08 15,5±0,07
Начало пожелтения нижних листьев 1 6,2±0,09 22,7±0,07 19,3±0,1 2 17,4±0,10
Таблица 4
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и ГК на накопление хлорофилла в листьях, мг/г сухой массы.
Фазы онтогенеза Вариант
К Си ГК Си+ГК
Всходы 6,8±0,02 9,7±0,11 6,4±0,07 9,1±0,07
Боковое ветвление 7,6±0,09 10,4± 0,1 3 6,9±0,04 9,8±0,04
Бутонизация 8,3±0,1 3 12,6±0,03 7,7 ±0,14 11 ,7±0,1 6
Цветение 7,1±0,05 11 ,2±0,08 6,8±0,09 11 ,0±0,05
Начало пожелтения нижних листьев 5,2± 0,1 5 8,9±0,06 5,2±0,03 8,4±0,09
Таблица 5
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и ГК на структуру мезофилла листьев.
Ва риан т М ощ ность слоя п ал исад н ой паренхимы (%) Количество хлоропластов в клетках
П ал иса дн ой паренхимы (шт.) Губчатой паренхимы (шт.)
1 2 3 4
Всходы
К 38 ,5±0,2 8 29 ±1 ,0 1 9±0 ,3
Си 48 ,7±0,2 3 38 ±0 ,8 24±1 ,0
ГК 36,1±0,1 5 27 ±0 ,4 1 6±0 ,8
Си + ГК 42 ,6±0,47 32 ±0 ,2 20±0 ,6
Боковое ветвление
К 37 ,8±0,3 5 26 ±1 ,1 1 6±0 ,2
Си 47 ,9±0,5 1 39 ±0 ,6 23±1 ,0
ГК 34,2±0,1 8 22 ±0 ,4 1 2±0 ,8
Си + ГК 43 ,3±0,3 6 31 ±0,3 1 9±0 ,6
Продолжение таблицы 5
1 2 3 4
Буто ни зац ия
К 39,1±0,43 27 ±0,8 17 ±0,6
Си 49,2±0,1 7 37 ±0,8 23±0,7
ГК 35,7±0,48 23 ±0,6 1 1 ±0,4
Си + ГК 46,4±0,33 32 ±0,5 18±0,8
Цветение
К 38,6±0,24 28 ±1 ,4 16 + 0,5
Си 49,8±0,3 1 38 ±1 ,3 24±1,1
ГК 36,1±0,35 22 ±0,7 1 1 ±0,7
Си + ГК 47,1±0,24 31 ±0,9 19±0,9
Начало пожелтения нижних листьев
К 39,7±0,37 27 ±0,4 15±0,6
Си 49,3±0,1 8 39 ±1 ,6 22±0,4
ГК 35,7±0,29 21 ±0,6 11±1,2
Си + ГК 44,1±0,45 32 ±1 ,2 17 ±0,6
10
Аграрный вестник Урала
№ 11-1 (77), 2010 г.
Агрономия
ность фотосинтеза. При совместном внесении сульфата меди и ГК гиббе-релловая кислота ликвидировала тормозящий эффект сульфата меди в начале вегетации и стимулирующий эффект - в конце вегетации.
В итоге растения картофеля, обработанные экзогенным гиббереллином, сформировали несколько больший урожай клубней, чем контрольные. Обработка сульфатом меди значительно повысила хозяйственный урожай. При совместном внесении сульфата меди и гибберелловой кислоты урожай снизился. Аналогичные результаты были получены в полевом эксперименте (таб. 7).
Выводы.
1. Предпосадочная обработка клубней картофеля сульфатом меди в концентрации 0,05 % замедляет рост растений на начальных этапах развития, но впоследствии стимулирует его. При этом сульфат меди повышает уровень структурированности фотосинте-тического аппарата и увеличивает хозяйственный урожай.
2. Предпосадочная обработка клубней картофеля гибберелловой кислотой в концентрации 3П0-5 М усиливает рост надземных органов, снижает уровень структурированности фо-тосинтетического аппарата и
Таблица 6
Влияние предпосадочной обработки клубней сульфатом меди на чистую
Фазы онтогенеза Вариант
К Cu ГК Cu+ГК
Всход ы 0,072±0,0021 0,065±0,0017 0,083±0,001 7 0,071± 0,0 012
Боковое ветвление 0,021±0,0014 0,027±0,0012 0,034±0,001 1 0,032±0,0015
Бутонизация 0,037±0,0009 0,057±0,0024 0,049±0,001 6 0,042±0,0014
Цветение 0,01 8±0,0003 0,034±0,0009 0,023±0,0005 0,021±0,0004
Начало пожелтения нижних листьев 0,002±0,0001 0,005±0,0001 0,002±0,0001 0,002±0,0001
Таблица 7
Влияние предпосадочной обработки клубней картофеля сульфатом меди и
ГК на хозяйственный урожай.
Вариант Лабораторный эксперимент. Вес клубней (г!куст) Полевой эксперимент. Вес клубней (ц!га)
К 55±1,2 376±6,1
Cu 68±1,3 453±6,9
ГК 59±1,1 387±7,4
Cu+ГК 50±1,3 356±7,6
уменьшает хозяйственный урожай.
3. При совместной обработке посадочных клубней картофеля сульфатом меди и гибберелловой кислотой влияние сульфата меди нивелируется.
4. Полученные данные могут служить свидетельством в пользу гипотезы о стрессовом характере влияния предпосадочной обработка клубней сульфатом меди в концентрации 0,05 % на растения картофеля.
Литература
1. Гуревич А.С. Влияние предпосадочной обработки клубней сульфатом меди на гормональный баланс растений картофеля I А.С. Гуревич II Агрохимия, 2006 - № 3. С. 40 - 45.
2. Гуревич А.С. Влияние предпосадочной обработки клубней сульфатом меди на рост и фотосинтез растений картофеля I А.С. Гуревич II Агрохимия, 2006 - № 7. С. 33 - 39.
3. Сказкин Ф.Д. Практикум по физиологии растений I Ф.Д. Сказкин, Е.И. Ловчинская, М.С. Миллер, В.В. Аникеев II М., 1958. - 339 с.
4. Ничипорович А.А. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах I А.А. Ничипорович, С.Н. Чмора, М.П. Власова, Л.Е. Строганова II М., 1961. - 135 с.
5. Mac-Kinney G. Absorption of light by chlorophyll solutions I G. Mac-Kinney II J. Biol. Chem., 1941. - V. 140. № 2. P. 315 - 322.
6. Гавриленко В.Ф. Большой практикум по физиологии растений I В.Ф. Гавриленко, М.Е. Ладыгина, М.М. Хандобина II М., 1975. - 392 с.
7. Власов П.В. Комплексный метод определения природных регуляторов роста. Первичный анализ незрелых семян кукурузы на активность свободных ауксинов, гиббереллинов и цитокининов с помощью биотестов I П.В. Власов, В.В. Мазин, РХ. Турецкая, А.В. Гуськов, Е.И. Комизерко, В.Н. Ложникова, Л.А. Янина, Э.М. Коф, Л.Н. Конопская, Г.Д. Шарипов, В.П. Филонова, В.И. Кефели II Физиология растений, 1979. - Т. 26. В. 3. С. 648 - 655.
УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ИРЕНЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИЕМОВ УБОРКИ А. М. ЛЕНТОЧКИН, доктор сельскозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства, Ижевская ГСХА Д. В. ПЕТРОВИЧ, аспирант кафедры растениеводства, Ижевская ГСХА
426033, г. Ижевск, ул. Кирова, 16 тел. 59-88-16; 8-912-463-90-99.
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, приёмы уборки, урожайность, качество зерна.
Яровая пшеница имеет большое народнохозяйственное значение как ценная с многосторонним использованием продовольственная культура. Благодаря высокому содержанию в зерновке углеводов и белка, продук-
цию этой культуры широко используют также для технической переработки и в животноводстве. Типичными условиями для выращивания яровой пшеницы является степная зона и плодородные чернозёмные почвы. Природ-
но-климатические условия Среднего Предуралья, входящего в Нечернозёмную зону, характеризуются менее плодородными почвами, ограниченной продолжительностью вегетационного периода, умеренной по температурно-
2
