Эффективность действия регуляторов природного происхождения при выращивании моркови

Врешении проблемы обеспечения населения продуктами питания, имеющими высокую биоло- гическую ценность, огромная роль принадлежит овощным культурам. Совершенствование агротехнологи-ческих приёмов их выращивания является одним из главных условий получения действительно возможных уровней урожая при высокой экономичности производства. В условиях неустойчивого климата данные требования предполагают решение ряда дополнительных задач. Особую роль в их решении можно отвести применению в качестве регуляторов роста веществ, синтезируемых растениями в ходе вторичного обмена. Способность биологически активных веществ (БАВ) в малых количествах индуцировать устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды (засухе или избытку влаги, перепадам температур, патогенам), способствовать ускорению роста, повышению урожайности и улучшению качества получаемой продукции овощных культур имеет большое практическое значение [1, 3]. Выбранное направление является актуальным еще и потому, что отличительной особенностью исследований последних лет является стремление к снижению отрицательного влияния хозяйственной деятельности человека на окружающую среду. Именно экологическая безопасность становится первоочередным требованием при использовании средств защиты растений, что объясняет возросший интерес исследователей к вторичным метаболитам высших растений, регулирующим многие биологические процессы в биоценозах. Кроме того, физиологически активные вещества растительного происхождения из-за относительной доступности сырьевой базы, простоты получения и низких доз применения можно отнести к малозатратным элементам агротехнологии, что делает их использование оправданным и с экономической точки зрения. Учитывая потребности в расширении области их применения, а также их видо- и сортоспецифичность, мы провели исследования по расширению спектра биорегуляторов, обратив особое внимание на представителей дикорастущей флоры как потенциальных источников последних [4, 5]. Нами были изучены на предмет наличия в них биологически активных соединений некоторые представители семейства Scrophularеaceaе.

Проведенные исследования позволили установить, что вторичные метаболиты гликозидной природы, полученные из растений указанного семейства, наряду с препаратами на основе стероидных гликозидов из сем. Solanаceae, как в индивидуальном, так и в суммарном виде, обладают широким спектром физиологического действия и представляют большой интерес для использования их в целях повышения устойчивости растений к абиотическим и биотическим факторам стресса и, как следствие, обеспечения гарантированных урожаев. Применение данных соединений для обработки семян способствует повышению энергии прорастания и полевой всхожести семян (особенно при низкой жизнеспособности последних), стимулируя начальные фазы развития растений, индуцирует устойчивость растений к стрессовым воздействиям, повышает завязываемость, увеличивает количество и массу корнеплодов. Однако следует учитывать, что превышение оптимальных доз этих соединений сказывается отрицательно на развитии растений, при этом можно не только не получить ожидаемого результата, но и столкнуться с прямо противоположным эффектом [2, 7]. Спектр и степень физиологического эффекта природных биорегуляторов зависят от многих факторов, в том числе от возделываемой культуры, сорта, жизнеспособности семян и условий выращивания. Учитывая видовую и сортовую специфичность их действия, для максимально эффективного использования в каждом конкретном случае необходимо предварительное лабораторное тестирование [7].

Морковь – ценная продовольственная культура, важное сырье для медицинской и парфюмерной промышленности. По данным Национального бюро статистики, в Республике Молдова морковь столовая считается одной из ведущих овощных культур, но урожайность её в последние годы снижается и едва достигает 25 т/га (2016).

Цель настоящей работы: изыскание высокоактивных биорегуляторов из числа известных и новых препаратов, стимулирующих прорастание семян, начальный рост и развитие растений, ускоряющих динамику формирования корнеплодов, обеспечивающих увеличение урожайности, улучшение товарного качества и биохимического состава корнеплодов моркови столовой.

Материалы и методика проведения исследований

Материалами исследований служили суммарные препараты стероидных гликозидов, выделенные из надземной части растений (представителей семейства Scrophulariaceae ), собранных в период цветения, а именно: из Linaria vulgaris Mill. L. (линарозиды), из Melampyrum nemorosum L. (мелампи-розиды), из Linaria genistifolia L. (гени-стифолиозиды), из Verbascum phlomoides L. (вербаскозиды), а также из семян Solanum melongena L. (мелонгозиды) сем. Solanaceae. В качестве эталона в эксперименте использовали официальный биорегулятор экостим, действующим началом которого является стероидный гликозид фуростанолового типа – томато-зид, выделенный из семян Solanum lycopersicum L. Указанные вещества были получены путем исчерпывающей экстракции растительного сырья водным этанолом при кипячении и последующей очисткой гликозидных фракций от сопутствующих примесей хроматографией на колонках с силикагелем [9].

Методикапроведения исследований

Для определения эффективности и оптимальных условий применения биорегуляторов растительного происхождения семена моркови с низкой жизнеспособностью замачивали в водных растворах выделенных гликозидов. Диапазон концентраций – от 0,0001% до 0,01%, время экспозиции – 24 часа. В качестве стандарта использовали замачивание семян в дистиллированной воде. Эксперименты проводили в 4-х кратной повторности по 100 семян каждая. После замачивания семена поме- щали в чашки Петри. Ложем для проращивания семян служила увлажненная фильтровальная бумага. Проращивание проводили в термостате согласно общепринятой методике для моркови при 20…30°С, определяли энергию прорастания и всхожесть на 5 и 10 сутки соответственно, с последующей биометрией проростков [6, 8].

Для производственных испытаний в качестве объекта исследования были взяты семена моркови сорта Красавка. Посев механизированный, орошение капельное. Площадь опытного участка составляла 1092 м2. Опыт проводили в юго-восточной зоне Молдовы. Год испытания оказался засушливым – суммарное количество осадков за три летних месяца составило 15,9-22,1% от среднегодового значения для данной зоны. Почва опытного участка представляет собой чернозём обыкновенный среднемощный слабогумусный тяжелосуглинистый иловато-крупнопылеватый, залегающий на лёссовидном суглинке.

Результаты и обсуждение

Семена моркови столовой отличаются пониженной всхожестью и медленным прорастанием. При благоприятных условиях они обычно прорастают на 10-15-е сутки, а при низких температурах – на 25-30-е. Одним из факторов реализации максимально возможной продуктивности моркови наряду с выходом высококачественных корнеплодов является получение выровненных и дружных всходов, для чего необходимо обеспечить высокую энергию прорастания семян. Результаты, полученные в ходе лабораторного тестирования, свидетельствуют о положительном влиянии биорегуляторов гликозидной природы в определенных концентрациях на первичные процессы метаболизма. Все испытанные соединения существенно стимулировали как энергию прорастания, так и общую всхожесть семян моркови (табл. 1). Причём, положительная динамика наблюдалась как по отношению к стандарту, так и по отношению к эталону. Максимальный стимулирующий эффект проявился в варианте с применением 0,01%-ного раствора линарозидов. Показатель энергии прорастания семян в этом случае превышает стандарт на 6,7%, а общей всхожести - на 10,5% (табл. 1).

При возделывании овощных культур всходы часто не способны преодолеть корку, образовавшуюся в результате выпадения весенних осадков и последующего быстрого подсыхания почвы. Эту проблему можно решить за счет повышения энергии прорастания и стимулирования ростовых процессов на начальных фазах онтогенеза, используя биорегуляторы как элемент технологии возделывания. Лабораторные тесты показали, что замачивание семян моркови в растворах биорегуляторов различных концентраций способствует увеличению начального

Таблица 1. Влияние биорегуляторов на посевные качества семян моркови, 2015-2016 годы Table 1. Effect of bioregulators on the sowing quality of carrot seeds, 2015-2016

Вариант	Концентрация, %	Энергия прорастания		Всхожесть
		%	отклонение от контроля	%	отклонение от контроля
Стандарт	-	17,3	St	24,3	St
Экостим – эталон	0,0001	18,8	1,5	24,8	0,5
	0,001	17,5	0,2	30,5	6,2
	0,01	17,8	0,5	23,3	-1,0
Мелампирозиды	0,0001	19,5	2,2	28,8	4,5
	0,001	19,0	1,7	28,5	4,2
	0,01	20,5	3,2	30,5	6,2
Генистифолиозиды	0,0001	21,0	3,7	28,8	4,5
	0,001	21,8	4,5	30,8	6,5
	0,01	17,8	0,5	29,8	5,5
Вербаскозиды	0,0001	23,0	5,7	27,0	2,7
	0,001	21,3	4,0	24,3	0
	0,01	21,3	4,0	25,8	1,5
Мелонгозиды	0,0001	20,3	3,0	30,8	6,5
	0,001	18,3	1,0	28,0	3,7
	0,01	19,0	1,7	28,3	4,0
Линарозиды	0,0001	25,0	7,7	28,5	4,2
	0,001	21,8	4,5	28,8	4,5
	0,01	24,0	6,7	34,8	10,5
		НСР 05	0,8	НСР05	1,2

■Контроль        ■ Зкоетим         ■ Мелампиротиды О Генистифолиотиды

■ Верба сто зиды     ВМелотнозиды     ■ Лянарозпды

Рис. 1. Влияние биорегуляторов на рост начального проростка моркови, 2017 год.

Fig. 1. Effect of bioregulators on the growth of the initial carrot seedling, 2017.

роста проростка. Наиболее эффективно стимулирует прорастание раствор мелонгозидов в концентрации 0,001%, но другие концентрации препарата были неэффективны. «Второе место» по эффективности принадлежит растворам линарози-дов, стимулирующим рост проростка на 5,5% и на 6,2% – в концентрациях, соответственно, 0,0001% и 0,001%. И, наконец, на «третьем месте» по эффективности находятся растворы вербаскозидов, которые проявляют стабильный существенный стимулирующий эффект – вне зависимости от концентрации препарата. Отрадно отметить, что эталон – экостим – сохраняет своё стимулирующее действие в концентрациях 0,0001% и 0,01% (рис. 1).

Для обработки семян регуляторами роста растений при выращивании овощных культур рекомендуется использовать концентрацию веществ, оказавшую наибольший положительный эффект на энергию прорастания семян при лабораторном тестировании, результаты которого являются основанием для использования того или иного биорегулятора в полевых условиях. Для производственного испытания семена моркови замачивали в растворах биорегуляторов, выделившихся по биологической активности при лабораторном тестировании – мелампирозидов и линарозидов в концентрации 0,01%.

Поскольку сильно набухшие семена теряют сыпучесть, осложняя тем самым проведение качественного механизированного посева, возникла необходимость подбора сроков экспозиции их в растворах биорегуляторов для данной культуры в зависимости от способа посева. Ранее было установлено, что сокращение времени экспозиции семян в растворах ряда биорегуляторов, в том числе и растительного происхождения, не приводит к достоверному снижению эффективности их действия [7], поэтому замачивание семян моркови проводили в течение 15-20 минут из расчета 8-10 л раствора на т семян с последующей подсушкой до сыпучести.

Густота стояния имеет очень большое значение для получения высоко-

Рис. 2. Влияние биорегуляторов на густоту стояния моркови столовой, 2017 год.

Fig. 2. Influence of bioregulators on the density of carrot seedlings.

Рис.3. Влияние биорегуляторов на полевую всхожесть моркови, 2017 год.

Fig. 3. Effect of bioregulators on germination of carrot seeds in the filed.

Рис.4. Влияние биорегуляторов на урожайность моркови столовой, 2017 год.

Fig. 4. Influence of bioregulators on carrot productivity.

классной моркови. Этот фактор может существенно повлиять на характеристики культуры моркови. Так, изреженный посев может уменьшить период вегетации, загущенный, наоборот увеличит этот период, а при чрезмерном загущении растение может вообще не сформировать товарные корнеплоды. Как было отмечено выше, период проведения опытов отличался засушливостью, что привело к изреженности посевов в контрольном варианте. Применение растворов природных биорегуляторов для предпосевной обработки семян моркови позволило получить необходимую густоту стояния во все годы исследований. Получению значительно более дружных и выровненных всходов способствовало повышение полевой всхожести культуры по сравнению с контрольным вариантом (на 30,8-44,6%). Густота стояния растений на 10-е сутки от посева составила в контрольном варианте 0,6 млн растений/га, тогда как применение раствора линарозидов повысило густоту до 0,9 млн, а мелампирозидов

– до 1,4 млн растений/га. Для данного сорта моркови норма густоты стояния составляет 1,4-1,6 млн. Индуцируя засухоустойчивость растений, биорегуляторы способствовали увеличению густоты стояния на 0,3-0,8 млн расте-ний/га (рис. 2). Следует отметить, что растения в вариантах с применением биорегуляторов отличались интенсивным развитием и сочной окраской листовой розетки. В то же время на контрольном участке, где были посеяны необработанные семена, встречались ослабленные растения с преждевременным пожелтением и признаками высыхания листьев, что в дальнейшем увеличило изреженность посевов (рис. 3). В результате стимулирования ростовых процессов отмечено значительное повышение урожайности корнеплодов моркови на участках с применением биорегуляторов. В варианте, где для предпосевной обработки семян использовали раствор линаро-зидов получено на 4,2 т корнеплодов с гектара больше, чем на контрольном участке, а предпосевное замачивание семян в растворе мелампирозидов способствовало увеличению выхода конечной продукции по сравнению с контрольным вариантом на 8,5 т/га (рис. 4).

Для повышения качества сельскохозяйственной продукции существенное значение имеют специфические показатели, которые активно влияют на специализацию производства, внедрение прогрессивных технологических процессов, рациональное использование сырья, обеспечение конкурентоспособности товара. Согласно ГОСТ 26767-85, корнеплоды моркови для розничной торговли и общественного питания подразделяют на два товарных сорта в зависимости от качества: обыкновенный и отборный. В партиях отборной моркови не допускаются корнеплоды с отклонениями от установленных размеров. Предпосевная обработка семян моркови привела к значительному улучшению товарного качества конечной продукции. На производственных участках с применением растворов мелампирозидов и линарозидов выход стандартных корнеплодов массой 8288 г превышал контрольный вариант на 8-9%, то есть качественной продукции было получено на 4-6 т/га больше, чем на контрольном участке.

Особая ценность и физиологическое значение моркови в питании человека обусловлено высоким содержанием в корнеплодах провитамина «А» – каротина, его биологически активной части α - и β -каротина. Применение биорегуляторов в нашем опыте существенно повышало содержание β -каротина по сравнению с контрольным вариантом. Так, использование линарозидов и мелампирозидов повысило данный показатель на 8,7% и 16,3% по сравнению с контрольным (табл. 2). Необходимо отметить существенное влияние испытанных биорегуляторов на снижение содержания нитратов в моркови. В корнеплодах, собранных с

Таблица 2. Влияние биорегуляторов на качество корнеплодов моркови, 2017 год Table 2. Effect of bioregulators on the quality of carrot roots, 2017

Вариант	Сухая масса		Сахара		Р -каротин		Нитраты
	%	% к контролю	%	% к контролю	мг/100 г	% к контролю	мг/кг	% к контролю
Контроль	15,4	St	5,0	St	10,4	St	48	St
Линарозиды	16,0	3,9	5,2	4,0	11,3	8,7	35	-27,1
Мелампирозиды	16,1	4,5	5,2	4,0	12,1	16,3	36	-25,0

опытных участков, количество нитратов оказалось ниже такового в контроле на 25-27% (табл. 2).

Таким образом, применение биорегуляторов природного происхождения стимулирует энергию прорастания и всхожесть семян моркови, обеспечивая дружное появление всходов и оптимальную густоту стояния растений; ускоряет динамику нарастания ассимиляционной поверхности растений и массы корнеплодов; способствует накоплению в них каротина и препятствует накоплению нитратов; увеличивает урожайность на 4,28,5 т/га и выход качественной товарной продукции на 4-6 т/га.