Влияние стимуляторов роста растений на фотосинтетическую деятельность, накопление и распределение сухих веществ у растений сои Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ.

Ивебор Лоуренс Уче

Научно-технический бюллетень

Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2006, вып. 2 (135)

Кубанский государственный аграрный университет

аспирант

ВЛИЯНИЕ СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, НАКОПЛЕНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СУХИХ ВЕЩЕСТВ У РАСТЕНИЙ СОИ

УДК 633.853.52:631.5

Введение. Значение сои в мировой экономике интенсивно возрастает благодаря комплексу ценных ее свойств, многоцелевому использованию, а также агрономическим и экологическим преимуществам по сравнению со многими сельскохозяйственными культурами. Соя является одной из важнейших сельскохозяйственных культур, чьи семена богаты полноценным, легкоусвояемым белком (до 50%), жирами (до 25%), углеводами (до 25%), витаминами А, В, С, D, Е, различными минеральными солями. В мировом земледелии соя как продовольственная и кормовая культура занимает значительные площади сельскохозяйственных угодий (более 73 млн. га). В настоящее время в России заметно возрастает использование сои как на пищевые, так и на кормовые цели, а производство сои внутри страны не удовлетворяет этот растущий спрос, поэтому значительное количество соевого зерна и соевых продуктов импортируется (Доморощенкова, 2004). Таким образом, увеличение производства сои в России является актуальным, что может достигаться как за счет роста валовых сборов в традиционных для нее районах, так и за счет освоения новых для культуры территорий. В России соя занимает почти 0,5 млн. га. Она возделывается практически на всей территории Краснодарского края. В последние годы площади под посевами сои имеют тенденцию к увеличению. В настоящее время площади, занятые под этой культурой в Краснодарском крае, превысили 150 тыс. га.

Многогранность и неустойчивость процессов, определяющих конечный результат жизнедеятельности культурного растения - получение хозяйственно ценной части урожая, - обусловливают сложности взаимосвязей отдельных показателей фотосинтетической деятельности растительного организма. Рассмотрение в совокупности изменений этих показателей позволяет определить механизм взаимодействия основных процессов фотосинтетической деятельности растений в посевах при наиболее рациональном режиме выращивания в конкретной почвенно-климатической зоне, обеспечивает наиболее эффективное прохождение жизненно-важных процессов и, в конечном итоге, высокую продуктивность. Главным фактором, определяющим уровень продуктивности посевов и его фотосинтетическую деятельность, является площадь листовой поверхности посева, поэтому достижение оптимальных значений этого показателя является основой формирования мощного фотосинтетического потенциала сельскохозяйственной культуры [5].

Одним из способов стимуляции роста и развития растений, повышения урожайности, качества семян сои, а также устойчивости растений к вредителям и болезням является применение регуляторов роста. Широкое применение регуляторов роста растений, обладающих разносторонним спектром действия, способствует значительному снижению объемов применения средств защиты растений от вредителей и болезней. Кроме того, обладая антистрессовыми свойствами, регуляторы роста повышают устойчивость растений к низким и высоким температурам, избытку и недостатку воды, засухе и заморозкам. Вот почему в настоящее время актуален комплексный подход к применению регуляторов роста, обладающих как росторегулирующим, так и антистрессовым и иммуностимулирующим обоснованием использования регуляторов роста растений как элемента технологии выращивания сои [1, 2].

Общим свойством для них является стимулирование роста и развития корневой системы, стеблей, листьев и, как следствие, повышение полевой всхожести, устойчиво-

сти к неблагоприятным факторам среды, продуктивности агроценоза, улучшение показателей качества семян.

При формировании мощного листового аппарата посева в условиях применения стимуляторов роста растений отмечаются высокие темпы ежедневного прироста сухого вещества. В то же время, накопление сухого вещества в отдельных органах растения связано не только с фотосинтетической деятельностью ассимиляционного аппарата, но и с интенсивностью перераспределения пластических веществ между отдельными органами одного растения. Величина и характер динамики суточных приростов сухой биомассы в течение всего вегетационного периода зависят не только от фазы развития растения, сортовых особенностей зернобобовых культур, но и, в значительной степени, от факторов внешней среды: плодородия почвы, влагообеспеченности, температурного режима, загущенности посевов, уровня минерального питания растений и. т. д.

Цель. Изучить влияние новых стимуляторов роста на фотосинтетическую деятельность растения сои и взаимосвязь с семенной продуктивностью, а также исследовать степень влияния каждого стимулятора на урожайность данной культуры.

Объекты и методика исследования. Работа по изучению новых стимуляторов роста растений на сое выполнена нами в лаборатории технологии возделывания сои Всероссийского научного исследовательского института масличных культур (ВНИИМК) и на кафедре физиологии и биохимии растений Кубанского государственного аграрного университета (КГАУ). Полевые опыты проведены на центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК в 2005 и 2006 годах.

Исходный материал. В опытах высевали среднераннеспелый высокопродуктивный сорт сои зернового типа Вилана, вегетационный период которого составляет 115118 дней. Сорт внесен в Государственный Реестр селекционных достижений и допущен к использованию в производстве в зоне Северного Кавказа с 1999 г. В Краснодарском крае при посеве в первой половине мая его уборочная спелость наступает во второй декаде сентября. Сорт Вилана характеризуется высокой (до 4,5 т/га) потенциальной семенной продуктивностью.

Методика исследований. Посев проводили рядовым способом с шириной междурядий 70 см сеялкой СПЧ-6. В нашем эксперименте на фоне КПИС (комплексного препарата для инкрустирования семян - 7 мл/кг прилипателя + 3 г/кг ризортофин) проводили обработку семян перед посевом следующими стимуляторами роста: агростимулин (АГ) -0,015 мл/кг, альбит (А) - 0,05 мл/кг, лазерная обработка (Л) - 5 дней обработки и 10 дней оставить до посева, бишофит (Б) - 7 мл/кг, эмистим С (Э) - 0,015 мл/кг и опрыскивание вегетирующих растений в фазу цветения: альбит (обработка семян 0,05 мл/кг + опрыскивание растений 50 г/га) (Ас+о), альбит (только опрыскивание растений 50 г/га) (Ао) и кристалон 2 кг/га + кальциевая селитра Са(NO3)2 - 3 кг/га). Контрольный вариант (К) - без обработки. Опыт проводили в 4-кратной повторности по общепринятой технологии возделывания сои с механизированными посевом и уборкой делянок. Площадь делянки 63 м2, размещение вариантов рендомизированное. Наблюдение, анализы и учеты проводили по стандартным методикам [4]. Статистические обработки основных признаков вычисляли на ПК с использованием программы STATGRAFICS. Каждые 15 дней в течение всего вегетационного периода проводили биометрические учеты на 15 растениях каждой делянки. При проведении наблюдений, анализов и учетов использовались методики полевого опыта [3].

Почвенно-климатические условия проведения исследований. Почва опытного участка - выщелоченный сверхмощный чернозем тяжелосуглинистого механического состава. По данным лаборатории агрохимии ВНИИМК, в пахотном слое на 1 кг сухой почвы содержится 36-39 мг нитратного азота, 15-21 мг Р2О5 и 220-250 мг К2О, рН 6,7-6,8. Почва хорошо оструктурена: в пахотном слое содержится до 65% агрономически ценных агрегатов. Равновесная объемная масса его составляет 1,27-1,30 г/см3. Водопоглоти-тельная и влагоудерживающая способности чернозема высокие, но велик мертвый запас влаги (так как влажность устойчивого завядания растений составляет 16-17% к массе почвы). 2005 и 2006 годы отличались достаточной влагообеспеченностью в первой половине вегетации и засухой с конца июля до начала сентября, что способствовало лучшему развитию раннеспелых сортов и ускоренному созреванию среднеспелых при неполном наливе семян. Дефицит влаги снизил продуктивность агроценозов.

Результаты и обсуждение. Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что на фоне КПИС все изучаемые стимуляторы роста способствовали существенному увеличению такого показателя, как площадь листьев растений в посеве (табл. 1).

Таблица 1 - Динамика площади листьев под воздействием стимуляторов роста растений (в среднем за 2005и 2006гг.)

Вариант Густота стояния, шт./га Площадь листьев, тыс. м2/га

Фаза вегетации

ветвление цветение бобообра-зование налив семян

К 319 13,07 30,48 35,00 33,75

Ф 361 13,63 37,97 42,70 39,14

АГ 322 14,71 33,93 48,50 40,62

А 354 15,62 38,92 53,16 40,77

Л 394 18,01 40,52 61,94 42,97

Б 314 14,43 37,35 56,17 38,76

Э 356 15,41 39,52 65,21 41,20

Ас+о 326 - - 52,44 35,83

Ао 305 - - 49,44 30,90

Кр+Са 350 - - 48,32 41,54

НСР05 - 0,29 0,45 0,37 0,41

Максимальные значения площади листьев были достигнуты в фазе бобообразо-вания. Но необходимо отметить, что с фазы ветвления наблюдалось возрастающее увеличение площади листьев до фазы бобообразования, а затем - снижение.

Та же тенденция отмечена и для фотосинтетического потенциала - показателя, более точно характеризующего объем ассимиляционной поверхности посевов за весь вегетационный период. Но здесь под действием исследуемых стимуляторов роста наблюдалось возрастание этого показателя до фазы налива семян.

Показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) в среднем за вегетацию увеличился с фазы ветвления к фазе цветения, затем снизился в фазе образования бобов, а в фазе налива семян опять возрос (табл. 2).

Таблица 2 - Ход чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) и фотосинтетического потенциала (ФП) в зависимости от применяемых регуляторов роста растений

__ЦЭБ ВНИИМК, 2005-2006 гг.

Вариант Чпф (г/м2 за сутки) и Фп, м2/раст. за сутки

Фаза вегетации

ветвление цветение бобообразование налив семян

чпф фп чпф фп чпф фп чпф фп

К 4,99 0,59 5,56 1,01 3,51 2,10 5,34 2,39

Ф 5,25 0,54 5,98 1,05 4,01 2,30 5,22 2,55

АГ 5,33 0,65 6,34 1,10 4,67 2,59 4,14 3,01

А 5,14 0,63 5,97 1,14 3,79 2,72 4,23 2,97

Л 5,20 0,65 5,71 1,08 4,64 2,66 3,62 3,00

Б 5,43 0,66 6,30 1,23 4,50 2,96 3,38 3,26

Э 5,76 0,63 5,85 1,15 4,84 2,99 2,55 3,27

Ас+о - - - - 3,68 2,72 3,67 2,98

Ао - - - - 4,09 2,7 3,49 2,88

Кр+Са - - - - 4,64 2,45 5,02 2,82

НСР05 0,40 0,06 0,23 0,07 0,14 0,12 0,15 0,12

Максимальные значение были достигнуты в фазе цветения. Величина ЧПФ достаточно высока, что может быть объяснено хорошим боковым освещением растений при междурядьях 70 см.

Распределение пластических веществ между вегетативными и генеративными органами растений в посевах во всех фазах сложилось по-разному под действием стимуля-

торов роста. В начальной фазе ветвления распределение сухого вещества больше было в листьях, чем в стеблях, а с наступлением периода цветения эта динамика изменилась в сторону стеблей.

В фазах бобообразования и налива семян доля сухого вещества в листьях и стеблях уменьшилась значительно в связи с образованием бобов и наливом семян, так как интенсифицировался отток сухого вещества из этих органов в бобы (табл. 3).

Таблица 3 - Распределение сухих веществ в отдельных органах растений сои в зависимости от вида регуляторов роста растений

(в среднем за 2005 и 2006 гг.)

Вариант Сухая масса (по фазам вегетации), %

Фаза вегетации

ветвление цветение бобообразование налив семян

стебли листья стебли листья стебли листья бобы стебли листья бобы

К 40,45 59,55 52,15 47,85 56,85 38,35 4,85 45,25 21,75 33,00

Ф 42,75 57,25 53,70 46,30 56,70 37,30 6,00 46,85 22,50 30,65

АГ 43,35 56,65 53,60 46,40 55,15 38,90 5,95 45,60 21,20 33,2

А 43,85 56,15 53,50 46,50 56,15 39,10 4,75 46,85 20,80 32,35

Л 43,95 56,05 53,45 46,55 54,55 40,15 5,30 47,40 19,85 32,8

Б 41,40 58,60 53,45 46,55 55,75 39,05 5,20 47,15 22,25 30,60

Э 45,40 54,60 53,10 46,90 56,25 39,00 4,75 46,00 21,80 32,25

Ас+о - - - - 53,95 40,90 5,15 46,05 22,75 31,15

Ао - - - - 56,25 38,85 5,40 47,6 20,50 31,90

Кр+Са - - - - 56,95 37,75 5,30 46,45 22,35 31,20

В наших опытах при предпосевной обработке семян ростостимулирующими веществами доля листьев в общей сухой массе растений последовательно снижалась, а доля сухой массы стеблей и массы бобов повышалась (табл. 3). Это может свидетельствовать о том, что под воздействием стимуляторов роста растений распределение сухих веществ в отдельных органах растения сои проходит более эффективно: большая их часть поступает из листьев в бобы. Увеличение доли стеблей в общей сухой массе растения объясняется увеличением высоты осевого побега.

При анализе динамики накопления сухих веществ у сои можно отметить, что общая масса целых растений, равно как и масса отдельных растительных органов, наблюдается в период максимума их развития.

Под действием исследуемых препаратов накопление и распределение сухого веществ в органах целого растения (табл. 4) происходили в возрастающем порядке с фазы ветвления к фазе налива семян. Максимальные величины были достигнуты в фазу налива семян.

Таблица 4 - Масса сухих веществ одного растения сои в зависимости от вида регуляторов роста растений

(в среднем за 2005 и 2006 гг.)

Вариант Сухая масса одного растения (по фазам вегетации), г

Фаза вегетации

ветвление цветение бобообразование налив семян урожайность, т/га

К 2,75 8,09 15,41 27,97 2,38

Ф 2,69 8,77 18,04 30,97 2,46

АГ 3,41 10,19 22,20 34,43 2,50

А 3,16 9,83 20,25 32,27 2,72

Л 3,29 9,34 21,93 32,50 2,57

Б 3,56 11,21 24,49 35,35 2,72

Э 3,64 10,34 24,87 33,17 2,56

Ас+о - - 19,86 30,79 2,58

Ао - - 19,75 33,99 2,58

Кр+Са - - 20,09 34,13 2,59

НСР05 0,13 0,12 0,18 0,17 0,23

Анализ полученных данных за два года по урожайности показал, что во всех вариантах опыта достигалась существенная прибавка урожая. Достоверная прибавка была получена в опытных вариантах, которые были обработаны на фоне КПИС стимуляторами альбит и бишофит.

Заключение. Таким образом, применение предпосевной обработки стимуляторами роста растений на фоне комплексного препарата для инкрустирования семян (КПИС) и опрыскивание вегетирующих растений в фазе цветения приводят к существенному увеличению площади листьев сои, накоплению сухой массы как в отдельных органах, так и в целом растении.

Лучшими препаратами оказались по влиянию на урожайность альбит и бишофит. Эти данные могут иметь существенное практическое значение для разработки технологии выращивания сои в Краснодарском крае.

Литература

1. Вакуленко В. В., Шаповал О. А. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве // Плодородие. - 2001. - № 2. - С. 27-29.

2. Вакуленко В. В., Шаповал О. А., Чекуров В. М. Природный регулятор роста растений силк // Экологизация сельскохозяйственного производства Северо-Кавказского региона. - Анапа, 1995. - С. 126-128.

3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

4. Никитенко Г. Ф. Опытное дело в полеводстве. - М.: Россельхозиздат, 1982. -

312 с.

5. Шатилов И. С Фотосинтетическая деятельность зерновых культур в чистых и совместных посевах и формирование урожая. - М.: Колос, 1987. - С. 3-4.