CC BY
49
Вестник аграрной науки, 3(78), Июнь 2019, http://dx.doi.org/10.15217/48484 УДК / UDC 633.16:631.547.15:631.811.98
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И НОВОГО СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА НАЧАЛЬНЫЕ ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ HORDEUM VULGARE L
INFLUENCE OF GROWTH REGULATORS AND NEW MEANS OF TREATMENT OF SEEDS ON THE INITIAL PHASES OF THE DEVELOPMENT OF SPRING BARLEY
HORDEUM VULGARE L
Павловская H.E., доктор биологический наук, профессор, заведующая кафедрой Pavlovskaya N.E., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of Department Гагарина И.Н.*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Gagarina I.N., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Яковлева И.В., старший лаборант ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» Yakovleva I.V., Senior Assistant of the Center for Collective Use "Orel Regional Center for Agricultural Biotechnology" Агеева Н.Ю., старший лаборант кафедры биотехнологии Ageeva N.Yu., Senior Assistant of the Department of Biotechnology ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
*E-mail: [email protected]
Для получения богатого урожая любой сельскохозяйственной культуры необходимы здоровые, дружные всходы. В современных условиях важным моментом подготовки семян к посеву является снижение химической нагрузки на семена с помощью использования препаратов биологического происхождения, способных повысить природную устойчивость растений к болезням за счет ростстимулирующей, фунгицидной активности и иммуномодулирующим свойствам. В статье рассматриваются данные, полученные при воздействии на семена ярового ячменя регуляторами роста растений Вигор Форте (создан на основе фитогормона ауксина и микроэлементов регулятора роста растений, сочетающего синтетический аналог фитогормона роста (ауксина) и корректирующего комплекса NPK и микроэлементов, (ООО «ВАТР»), Агровин Mn-Cu-Zn (водорастворимое удобрение-антистрессант с микроэлементами (марганец, медь, цинк) в аминохелатной форме и комплексом аминокислот растительного происхождения) и комплексным биологическим препаратом (патент № 2463759), созданным на основании биофлаваноидов гречихи, салициловой кислоты и солей магния. Эффективен на зернобобовых культурах, пшенице, картофеле и овощах, усиливает иммунные свойства растений, способствует увеличению урожая на 15-18% в зависимости от условий года. Наиболее предпочтителен при неблагоприятных условиях. Обработка семян ярового ячменя Раушан водными растворами препаратов Агровин, Вигор Форте и новым биопрепаратом повышает энергию прорастания и всхожесть на 25,8; 14,4 и 10% соответственно. Препараты, прежде всего, влияют на деление и растяжение клеток корня. Преимущество влияния препаратов на развитие растений ячменя сохраняется на протяжении 20 дней наблюдения. Ключевые слова: яровой ячмень, регуляторы роста, фазы развития, каталаза, биопрепарат.
To obtain a good harvest of any agricultural crop, healthy, friendly shoots are necessary. Under modern conditions, an important point in preparing seeds for sowing is reducing chemical load on seeds by using drugs of biological origin that can increase the natural resistance of plants to diseases due to growth-stimulating, fungicidal activity and immunomodulatory properties. The article discusses data obtained when Vigor Forte plant growth regulator (created on the
basis of phytohormone auxin and microelements of plant growth regulator combining a synthetic analogue of growth hormone (auxin) and a corrective complex of NPK and microelements (BATR), Agrovin Mn-Cu-Zn (water-soluble anti-stress fertilizer with microelements (manganese, copper, zinc) in the amino chelate form and complex amino acids of plant origin) and a complex biological drug volume (patent No. 2463759) created on the basis of bioflavonoids of buckwheat, salicylic acid and magnesium salts affected spring barley. It proves to be effective on grain legumes, wheat, potatoes and vegetables, enhances the immune properties of plants, increases the yield by 15-18% depending on the conditions of the year. It is mostly preferred under unfavorable conditions. Seed treatment of spring barley Raushan with aqueous solutions of drugs Agrovin, Vigor Forte and a new biological product increases the germination energy and germination rate by 25.8; 14.4 and 10 %% respectively. The drugs primarily affect the division and stretching of root cells. The advantage of their influence on the development of barley plants is maintained for 20 days of observation. Key words: spring barley, growth regulators, developmental phases, catalase, biological product.
Введение. Ячмень - важная продовольственная и кормовая культура. В зерне ячменя содержится больше переваримого белка и кормовых единиц, чем в зерне овса и ржи, и имеется полный набор незаменимых аминокислот. В связи с возрастающим спросом на ячмень и пиво требуется значительное увеличение площадей под пивоваренный ячмень и, в том числе, солод [10, 13].
Высокие урожайность и качество продукции в значительной степени обеспечиваются проведением посева семенами с хорошими посевными кондициями. Посевные качества зависят от чистоты семенного материала, всхожести, энергии прорастания, влажности, незагрязненности болезнями и вредителями и др. Качественными характеристиками зерна можно управлять. Так как хороший урожай определяется количеством растений на площади, количеством продуктивных стеблей, количеством и массой 1000 зерен, то каждый этап, ответственный за эти параметры, можно контролировать.
Наиболее ответственная стадия - это предпосевная обработка семян, которая предполагает протравливание современными препаратами, обеспечивающими защиту семян от инфекции, проростков от поражения фитопатогенами, а также стимуляцию роста и развития растений. Предпосевная обработка семян защитно-стимулирующими композициями позволит повысить биологическую активность семян, защитить растения от семенной инфекции, активизировать физиологические процессы во время вегетации, стабилизировать продуктивность, улучшить качество и увеличить урожайность [8, 10, 13].
По многочисленным данным, полевая всхожесть зерновых культур в посевах различных зон страны колеблется от 60 до 70%, то есть 30-40% высеянных семян теряется [6].
В последнее время все большую популярность в полеводстве и семеноводстве приобретают регуляторы роста и биопрепараты. Их использование положительно влияет на все хозяйственно-ценные признаки сельскохозяйственных культур: возрастает урожайность, сокращаются сроки созревания, повышается питательная ценность, улучшаются всхожесть и устойчивость к болезням, засухе и другим неблагоприятным факторам [11]. Для получения богатого урожая любой сельскохозяйственной культуры необходимы здоровые, дружные всходы. В современных условиях важным моментом подготовки семян к посеву является снижение химической нагрузки на семена с помощью использования препаратов биологического происхождения, способных повысить природную устойчивость растений к болезням за счет ростстимулирующей, фунгицидной активности и иммуномодулирующим свойствам.
На посевах ячменя применяют различные протравители семян, в том числе «Оплот Трио», «ВСК», «Табу», «Раксил» и др., предохраняющие от поражения головневыми, корневыми гнилями, пятнистостей листьев, ржавчиной и т.д. Снижение химической нагрузки осуществляется уменьшением дозы протравителя при совместном применении химических пестицидов совместно с биопрепаратами. К последним относятся «Фитоспорин-М», «Бактофит», «Альбит», «СК» и др. [19].
Комплексные микроудобрения, стимуляторы роста, гуминовые и бактериальные препараты способствуют активизации продукционных процессов ячменя ярового, особенно на более ранних фазах онтогенеза: повышаются посевные и урожайные качества семян, полевая всхожесть и сохранность растений, темпы накопления вегетативной массы, густота продуктивного стеблестоя [5].
Решение задачи влияния приемов предпосевной обработки в сочетании со средствами защиты растений на урожайность и качество продукции - одно из основных условий повышения эффективности сельскохозяйственного производства ячменя [4].
Цель исследований - исследование влияния нового препарата биологического происхождения, созданного в ФГБОУ ВО «Орловский ГАУ, на основе биофлаваноидов гречихи, салициловой кислоты и солей магния (патент Ки 2463759 от 20.10.1012 Бюллетень № 29), на развитие проростков ярового ячменя Раушан.
Условия, материалы и методы. Семена ярового ячменя Раушан получены в 2018 г. на базе Брянского ГАУ. Почва опытного участка - серая лесная легкосуглинистая и темно-серая лесная, сильнопылеватая, сформированная на карбонатном суглинке с повышенным содержанием гумуса в пахотном горизонте (3,5-3,6%), с близкой к нейтральной реакции средой (рН - 5,5-5,7). Подвижных форм фосфора 285-302 мг/кг почвы, калия - 178-194 мг/кг почвы.
Вигор Форте - регулятор роста растений, оптимальным образом сочетающий синтетический аналог фитогормона роста (ауксина) и корректирующего комплекса NPK и микроэлементов. Применяется совместно с фунгицидами при предпосевной обработке семян либо в сочетании в плановыми некорневыми обработками. При длительном воздействии неблагоприятных факторов применяется отдельно для экстренного устранения последствий стресса. Применение Вигор Форте способствует лучшему усвоению удобрений, поступающих через корневое питание.
Биопрепарат создан на основе биофлаваноидов гречихи с добавлением салициловой кислоты и солей магния (Средство для предпосевной обработки семян гороха. Патент RU 2463759 от 20.10.1012. Бюллетень № 29). Эффективен на зернобобовых культурах, пшенице, картофеле и овощах, усиливает иммунные свойства растений, способствует увеличению урожая на 15-18% в зависимости от условий года. Наиболее предпочтителен при неблагоприятных условиях.
Семена ячменя замачивали в течение 2 часов в водных растворах препарата Вигор Форте из расчета 0,5 г на 300 мл воды, Агровин из расчета 2 мл на 5 л воды, Биопрепарат в концентрации 10-4%. Контрольные семена замачивали в воде. Семена выращивались в рулонах в трехкратной повторности по 50 семян. Через 5 суток подсчитывали энергию прорастания, а через 8 дней - процент всхожести. Проростки измеряли и помещали в стаканчики для дальнейшего роста до 2-недельного возраста. Затем еще раз измеряли и взвешивали корни и побеги отдельно. Результаты подвергали статистической обработке.
Результаты и обсуждение. Данные по энергии прорастания и всхожести семян представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние регуляторов роста и нового средства предпосевной обработки семян на энергию прорастания и всхожесть семян ярового ячменя
Вариант Энергия прорастания Всхожесть, %
Контроль (без обработки) 28,6% 43,2%
Вигор Форте 40,0% 51,2%
Агровин 44,0% 52,6%
Биопрепарат 40,6% 47,2%
Следует отметить, что всхожесть зерна ячменя Раушан была невысокая и составляла 43,2%. Все три препарата оказывали стимулирующее действие на энергию прорастания и всхожесть семян ярового ячменя. Наиболее эффективным средством является Агровин, затем Вигор Форте и новый Биопрепарат. Энергия прорастания семян увеличивается на 25,8%; 14,4% и 10% соответственно. Всхожесть повышается соответственно. Опытные проростки выглядят значительно мощнее контрольных, корневая система хорошо развита, количество боковых корешков больше, чем у контрольных (рис. 1).
\\
I
Рисунок 1 - Влияние регуляторов роста: Вигор Форте (2), Агровин (3) и нового средства предпосевной обработки семян (4) на развитие проростков ярового ячменя. Контрольные, замоченные в воде (1)
Через две недели у ячменя произвели замеры длины корней и побегов и их массу (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние регуляторов роста и нового средства предпосевной обработки ярового ячменя
Вариант Длина корней, см Длина проростков, см Вес корней 10 растений, г Вес зеленой массы 10 растений, г
контроль 9,8±0,5 11,5±0,7 2,30±0,03 2,50±0,05
Вигор Форте 11,5±0,7 14,0±1,2 2,86±0,04 2,48±0,06
Агровин 15,0±1,3 12,5±0,8 3,18±0,08 2,56±0,06
Биопрепарат 12,5±0,6 13,0±0,9 3,03±0,04 2,69±0,08
Установлено, что все три препарата стимулируют рост корней у ячменя. При этом длина корней больше всего увеличивается при обработке Агровином, затем Биопрепаратом и Вигор Форте на 17%, 53% и 27% соответственно. Длина побегов также увеличивается соответственно вариантам на 21,7%, 8,7% и 13,0%. При этом масса корней увеличивается при обработке ячменя препаратами на 24,0%, 38,0% и 31,7% соответственно. В то же время масса побегов изменяется не существенно и в пределах ошибки опыта. Увеличение размера корня и его
массы может быть связано с усилением деления и растяжения клеток под влиянием обработки регуляторами роста и биопрепаратом.
На рисунке 2 наглядно видно, что корневая система опытных вариантов значительно мощнее контрольных растений.
Рисунок 2 - Влияние регуляторов роста: Вигор Форте (2), Агровин (3) и нового средства предпосевной обработки семян (4) на развитие проростков ярового ячменя. Контрольные, замоченные в воде (1)
Проростки были пересажены в сосуды с водой и на 14 день растения ячменя в опытных вариантах различались по развитию (рис. 3). Действие препаратов сохраняется на протяжении 20 дней наблюдения и, как отмечено ранее в полевых условиях, это преимущество сохраняется до конца вегетации [9].
1 2 3 4
Рисунок 3 - Влияние регуляторов роста: Вигор Форте (2), Агровин (3) и нового средства предпосевной обработки семян (4) на развитие проростков ярового ячменя. Контрольные, замоченные в воде (1)
Многочисленные литературные данные показывают благоприятное воздействие предпосевного протравливания семян перед посевом и обработок растений по листу регуляторами роста и биопрепаратами в процессе вегетации в наиболее ответственные фазы их развития. Например, по данным Воскобулова Н.И., Колесникова A.A. [2], под влиянием препаратов Гуми и Крезацина, может повышаться лабораторная всхожесть семян сорго. Препараты Гетероауксин и Эпин повышают энергию прорастания, лабораторную всхожесть семян и длину проростков люцерны [1]. Семенная продуктивность люцерны зависит не только от погодных условий, сортовых особенностей, но также и от применяемых регуляторов роста и
микроудобрений. Применение Гетероауксина и Эпина при обработке посевов люцерны приводит к увеличению урожайности семян на 81-138% по сравнению с контролем за счет количества генеративных побегов и количества соцветий. Потенциальная семенная продуктивность люцерны возрастает в 1,5-3,5 раза.
Регуляторы роста, химические и биологические средства защиты растений при возделывании озимой пшеницы оказывают существенное влияние на урожайные данные и фитосанитарное состояние растений. Например, предпосевная обработка семян триходермином жидким повышает полевую всхожесть, а обработка фундазолом посевов в период осеннего кущения повышает устойчивость растений к корневым гнилям (на 11,2-12,4%), темно-бурой пятнистости (на 6,6-13,5%), бурой ржавчине (на 5-13,7%). Прибавка урожая зерна может составлять 0,61-0,63 т/га по сравнению с контролем [3]. Так считают и Rachel Norton с соавторами [14]. Эффект от применения регуляторов роста растений зависит от условий сезона и от сочетания различных препаратов, включая биологические средства защиты.
Помимо фунгицидной активности, обработка семян препаратами может способствовать повышению толерантности к абиотическим стрессовым факторам, что позволяет лучше справляться с неблагоприятными условиями среды. Так, обработка ячменя триазолом в благоприятных для развития ячменя условиях приводит к увеличению продуктивности, сокращению сроков сева и вегетации [15].
Однако и при менее благоприятных условиях среды, таких как низкая температура, низкая влажность также отмечается большая устойчивость ячменя, обработанного регуляторами роста, к стрессовым условиям. По данным Li l., Van Staden [16], это может быть связано с поддержанием повышенной антиоксидантной активности у кукурузы как физиологического эффекта триазолов, который может улучшать рост в условиях стресса.
Sairam R.K. с соавторами [17] сообщили, что триадимефон повышает устойчивость пшеницы к стрессу от засухи за счет уменьшения транспирации и увеличения относительного содержания воды, а также стабильности мембран. Поскольку более короткие проростки ячменя с низким уровнем гиббереллина были очень устойчивы к стрессу, ученые пришли к выводу, что сниженные уровни гиббереллина в сочетании с уменьшением роста важны для индукции стрессоустойчивости [18].
Выводы. 1. Замачивание семян ярового ячменя регуляторами роста Вигор Форте и Агровин, а также Биопрепаратом увеличивают энергию прорастания и всхожесть семян.
2. Препараты в большей степени влияют на рост корня, чем на побег.
3. Увеличение размера корня и его массы может быть связано с усилением деления и растяжения клеток под влиянием обработки регуляторами роста и биопрепаратом.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Богомолов A.A. Семенная продуктивность люцерны под действием регуляторов роста и микроудобрений в Северном Зауралье: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Тюмень, 2011. 16 с.
2. Воскобулова НИ., Колесникова A.A. Влияние регуляторов роста и десикантов на посевные качества семян сахарного сорго // Известия оренбургского государственного аграрного университета. 2006. № 2 (10). С. 114-116.
3. Глазырина Г. В. Влияние биологических средств защиты на фитосанитарное состояние озимой пшеницы: дис. ... канд. с.-х. наук. Йошкар-Ола, 2003. 160 с.
4. Влияние регулятора роста мелафен на развитие растений ячменя и накопление кадмия урожаем на разных типах почв / H.H. Лой, Н.И. Санжарова, М.П. Миронова, С.Н. Горобец, О.В. Суслова // Агрохимия. 2015. № 10. С. 30-37.
5. Митрофанов С. В. Приемы предпосевной обработки семян при возделывании ячменя на серых лесных почвах Рязанской области: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Усть-Кинельский, 2017.
6. Никитенко Г.Ф. Ячмень. М.: Колос, 1973. С. 116-142.
7. Бадина Г.В., Литовченко М.И. Условия выращивания и полевая всхожесть семян ярового ячменя // Селекция и семеноводство. 1979. № 3. С. 45-46.
8. Технология предпосевной обработки семян и посевов зерновых, зернобобовых и крупяных культур биологически активными препаратами (методические рекомендации) / А.Ф. Путинцев [и др.]. Орел, 2005.
9. Изучение эффективности применения биопрепаратов на фотосинтетическую деятельность и урожай ярового ячменя / Н.Е. Павловская, А.Г. Тимаков, И.В. Яковлева, В.В. Мамеев // Вестник ИрГСХА. 2019. № 90. С. 44-55.
10. Репко Н.В., Смирнова Е.В., Кобылянский A.C. Корреляционный анализ между основными хозяйственно-важными признаками коллекционных сортов озимого ячменя // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 112. С. 1645-1655.
11. Соловьев М.А., Хронюк В.Б. Урожайность, хозяйственные и посевные качества семян сортов ярового ячменя в зависимости от вариантов обработки стимулирующими препаратами // Зерновое хозяйство России. 2012. № 2 (20). С. 54-57.
12. Пат. № 2463759 РФ, МПК A01C 1/06, МПК A01C 1/08. Средство для предпосевной обработки семян гороха / Борзенкова Г.А., Бородин Д.Б., Гагарина И.Н., Горькова И.В., Павловская Н.Е.; патентообладатель Орловский государственный аграрный университет. Заявл. 03.05.2011; опубл. 20.10.2012. Бюл. № 29.
13. Динамика посевных площадей и урожайности ярового ячменя в России / Г.А. Филенко, Т.И. Фирсова, Ю.Г. Скворцова, Е.Г. Филиппов // Зерновое хозяйство России. 2017. № 5 (53). С. 20-25.
14. Plant growth regulators in barley 2015 and 2016 / R. Norton et al // https://grdc.com.au/resources-and-publications/grdc-update-papers/tab-content/grdc-update papers/2017/03/plant-growth-regulators-in-barley-2015-and-2016 (дата обращения 11.03.2019).
15. Görtz A., Oerke E.Ch., Puhl Th., Steiner U. Effect of environmental conditions on plant growth regulator activity of fungicidal seed treatments of barley // Journal of Applied Botany and Food Quality. 2008. P. 60-68.
16. Li l., Van Staden J., Jager A.K. Effects of plant growth regulators on the antioxidant system in seedlings of two maize cultivars subjected to water stress // Plant Growth Regulation. 1998. № 25. P. 81-87.
17. Sairam R.K., Shukla D.S., Deskmukh P.S. Effect of triazoletriadimefon on tolerance to moisture stress in wheat (Triticum aestivum) // Indian Journal of Agricultural Science.1995. № 65. P. 483-489.
18. Relationship between gibberellins, height and stress tolerance in barley (Hordeum vulgare L.) seedlings / S. Sarkar et al // Plant Growth Regulation. 2004. № 42. P. 125-135.
19. Как применять гуматы и фитоспорин совместно с протравителями? // Режим доступа: https://agroserver.ru/articles/520.htm (дата обращения 19.04.2019).
