CC BY
41
ВЛИЯНИЕ СИЛАТРАНОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН ХЛЕБНЫХ ЗЛАКОВ
© Зейслер Н.А.*
Вологодский государственный университет, г. Вологда
В работе показано влияние кремний органических соединений на прорастание семян. Выявлены специфические и неспецифические реакции на обработку силатранами семян хлебных злаков.
Ключевые слова: пшеница, рожь, овес, ячмень, силатраны, кремний, прорастание семян.
Кремний является биофильным элементом, участвующий в ряде физиологических и биохимических процессов и способствующий повышению урожая и качества растительной продукции. Между тем, в почве большая часть кремния находится в составе малорастворимых соединений недоступных растениям. Учитывая природно-ресурсный потенциал сельскохозяйственного производства и уровень современного обеспечения земледелия средствами химизации, целесообразно предусматривать использование кремния, в первую очередь, в интенсивных или высокоинтенсивных технологиях, рассчитанных на получение планируемого урожая высокого качества, в том числе сбалансированного по элементному составу [2, 3].
В среднем в растениях содержится 0,02-0,15 % кремния, а наиболее богатые кремнием растения накапливают его до 5 %, концентрируя элемент в листьях. К концентраторам кремния относятся и важнейшие сельскохозяйственные культуры (зерновые). Биологическая роль кремния сравнима с ролью микроэлементов, что обуславливает его использование в сельском хозяйстве. К настоящему времени стало очевидным несоответствие между значимостью кремния в природе и объемом имеющихся о его функциях знаний. Многие теоретические и практические вопросы, касающиеся полифункциональной роли кремния в растениях и почвах, остаются неизученными [4].
Известно применение кремнийорганических веществ, для сельскохозяйственных растений. Так, «Мивал» положительно влияет на качество сельскохозяйственной продукции, стимулирует развитие корневой системы и обладает термопротекторным действием [1].
Целью работы являлось исследование биологической активности си-латранов при прорастании семян.
В качестве объектов исследования использовали семена ржи посевной Secale cereale L., овса посевного Avena sativa L., ячменя культурного шести-рядного Hordeum vulgare L., пшеницы мягкой яровой Triticum aestivum L.
* Магистрант 1 курса кафедры Ботаники.
Исследовали влияние кремнийорганических регуляторов роста на прорастание семян. Проращивание зерновок проводили в чашках Петри после замачивания в растворах регуляторов роста в течение 2 часов.
Варианты используемых растворов: «Мивал» (10 мг/л, 35 мг/л, 75 мг/л, 100 мг/л), «Крезацин» (10 мг/л, 35 мг/л, 75 мг/л, 100 мг/л), «Черказ 1» (10 мг/л, 35 мг/л, 75 мг/л, 100 мг/л), «Черказ 2» (10 мг/л, 35 мг/л, 75 мг/л, 100 мг/л), «Черказ 4» (0,5 мл/л, 1 мл/л, 2 мл/л), «Черказ 9» (0,5 мл/л, 1 мл/л, 2 мл/л), «Черказ 11» (0,5 мл/л, 1 мл/л, 2 мл/л).
Таблица 1
Действующие вещества в исследуемых препаратах
Препарат Действующее вещество
«Мивал» 1 -хлорметилсилатран, триэтаноламмониевая соль ортокрезоксиуксусной кислоты
«Крезацин» трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат
«Черказ» 1 -хлорэтилсилатран
«Черказ 2» 1 -винилсилатран
«Черказ 4» 1-хлорэтилсилатран + трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат (1:2)
«Черказ 9» 1-хлорэтилсилатран + трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат (1:10)
«Черказ 11» 1-хлорэтилсилатран + трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат (8:1)
Результаты и обсуждение
Интересно было провести сравнение реакции разных видов, имеющих сходные биологические и физиолого-биохимические особенности. Выбраны были хлебные злаки - виды, достаточно эффективно использующие кремний (табл. 2).
Важно отметить, что замачивание в растворах силатранов привело как к стимуляции прорастания семян, так и его ингибированию.
Так, рожь посевная оказалась отзывчивой на обработку раствором препарата «Черказ 2», а «Черказ 4», «Черказ 9» и «Черказ 11» обладали по отношению к данному виду ингибирующим эффектом. Пшеница мягкая яровая лучше прорастала после замачивания зерновок в растворах регуляторов «Черказ 1», «Черказ 4», «Мивал», а наименьшая всхожесть была в варианте с «Крезацином». Ячмень культурный шестирядный был более отзывчив на обработку «Черказом 1». Овес посевной - «Черказ 1» (75 мг/л), «Черказ 9» (0,5 мл/л), «Черказ 11» (2 мл/л).
Сравнение препаратов показало, что у хлебных злаков к увеличению всхожести приводит обработка семян «Черказом 1» с концентрациями 35 и 75 мг/л.
Кроме того, действующее вещество данного препарата, является компонентом композитных регуляторов роста («Черказ 4» и «Черказ 11») и в их составе также проявляет биологическую активность.
Таблица 2
Влияние кремнийорганических препаратов на всхожесть семян хлебных злаков (в %)
Вариант Концентрация Пшеница Рожь Овес Ячмень
Контроль - 40 52 18 46
«Мивал» 10 мг/л 66 42 14 32
35 мг/л 56 64 10 22
75 мг/л 64 40 20 20
100 мг/л 62 54 10 50
«Крезацин» 10 мг/л 74 46 20 26
35 мг/л 62 56 16 40
75мг/л 52 52 10 40
100 мг/л 28 50 6 30
«Черказ 1» 10 мг/л 56 44 4 50
35 мг/л 84 36 6 56
75 мг/л 86 60 24 72
100 мг/л 76 48 14 40
«Черказ 2» 10 мг/л 60 56 10 30
35 мг/л 56 56 14 34
75 мг/л 60 74 18 24
100 мг/л 64 52 20 50
«Черказ 4» 0,5 мл/л 50 50 18 40
1 мл/л 80 54 20 64
2 мл/л 68 40 20 40
«Черказ 9» 0,5 мл/л 36 36 24 52
1 мл/л 82 36 8 20
2 мл/л 64 46 8 24
«Черказ 11» 0,5 мл/л 64 50 12 52
1 мл/л 56 52 16 22
2 мл/л 62 40 24 30
Примечание: в таблице приведены данные типичного опыта.
Интересно отметить, что проявилась специфика химической структуры силатранов. Так, стимулирующее влияние на все исследуемые культуры оказал препарат, содержащий метилсилатран, на пшеницу и рожь - этилси-латран, рожь - винилсилатран.
Однако обработка «Крезацином» приводила к снижению всхожести зерна. Вероятно, присутствие трис-(2-оксиэтил)аммоний-о-крезоксиацетат в составе регуляторов роста, приводило к снижению рост стимулирующего эффекта. При оценке стимулирующего влияния концентрации регуляторов роста не выявлено.
Важно отметить, что наибольший эффект у исследуемых препаратов наблюдался на пшенице, где практически во всех вариантах всхожесть семян возрастала на 21,5-25,0 % (рис. 1). Тогда как овес не отреагировал на замачивание, у ячменя и ржи проявились специфические реакции (табл. 2).
70 60
¥
о 50
40 30 20 10 0
Пшеница
Рожь
Ячмень
Овес
□ Контроль □ Опыт
Рис. 1. Влияние силатранов на всхожесть семян хлебных злаков
Также оценивали энергию прорастания семян. Анализ полученных данных показал аналогичные закономерности.
Так, наибольший стимулирующий эффект был получен после замачивания зерновок пшеницы, что проявилось в дружном прорастании семян. У овса наблюдалось снижение энергии прорастания по сравнению с контролем. «Черказ 1» также вызывал увеличение данного показателя у всех исследуемых культур.
Таблица 3
Влияние кремнийорганических препаратов на энергию прорастания семян различных видов (в %)
Вариант Концентрация Пшеница Рожь Овес Ячмень
Контроль - 40 52 10 14
10 мг/л 66 42 10 10
«Мивал» 35 мг/л 46 64 4 7
75 мг/л 60 36 8 10
100 мг/л 56 50 4 18
10 мг/л 66 44 8 10
«Крезацин» 35 мг/л 62 56 6 10
75 мг/л 52 52 4 14
100 мг/л 26 50 6 16
10 мг/л 56 40 4 16
«Черказ 1» 35 мг/л 64 32 6 24
75 мг/л 68 60 20 34
100 мг/л 76 48 10 16
10 мг/л 54 52 8 10
«Черказ 2» 35 мг/л 50 54 14 8
75 мг/л 54 72 6 6
100 мг/л 52 52 16 10
0,5 мл/л 40 50 8 18
«Черказ 4» 1 мл/л 60 52 16 10
2 мл/л 62 34 12 12
Окончание табл. 3
Вариант Концентрация Пшеница Рожь Овес Ячмень
0,5 мл/л 36 32 18 20
«Черказ 9» 1 мл/л 72 34 10 12
2 мл/л 56 46 5 8
0,5 мл/л 64 50 10 18
«Черказ 11» 1 мл/л 56 40 14 12
2 мл/л 62 40 14 10
Таким образом, кремнийорганические соединения класса силатранов обладают ростстимулирующим эффектом при замачивании семян хлебных злаков. Однако при выборе препаратов нужно учитывать природу культуры, т.е. ее отзывчивость на обработку соединениями кремния. Кроме того, активность силатранов зависит и от концентрации раствора. Влияние химической природы веществ проявилось в меньшей степени.
Список литературы:
1. Воронков М.Г., Барышок В.П. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. - 255 с.
2. Воронков М.Г., Дьяков В.М. Силатраны. - Новосибирск: Наука, 1998. -С. 3-206.
3. Колесников И.П. Формы кремния в растениях // Успехи биологической химии. - 2001. - Т. 41. - С. 301-302.
4. Матыченков В. В. Роль подвижных соединений кремния в растениях и системе почва-растение: диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук: 03.00.12 - физиология и биохимия растений, 03.00.27 -почвоведение / Владимир Викторович Матыченков. - Пущино, 2008. - С. 313.
