Эффективность комбинированной внекорневой обработки кориандра посевного глицином и ауксинподобными препаратами на урожайность плодов и сбор эфирного масла

Оригинальные статьи / Original articles УДК 635.751-02:631.811.98:(631.559+665.5)

П рименение фитогормонов и рострегулирующих и физиологически активных препаратов стало приобретать массовый характер в растениеводстве, в частности в ряде зарубежных стран используют различные фитогормоны для обработки от 50 до 80 % посевов всех сельскохозяйственных культур [1].

Некорневые обработки регуляторами роста различной направленности действия являются перспективным и эффективным приёмом повышения содержания вторичных метаболитов в растениях. Высокую эффективность показали предуборочные обработки лекарственных и эфирномасличных растений ретардантами [2]. Работ по применению ауксинов для повышения продуктивности эфирномасличных культур относительно мало. Отмечен их положительный эффект на кориандре посевном и укропе огородном [3, 4]. Ещё меньше работ по применению на этих культурах аминокислот [5, 6], но вместе с тем, многие авторы отмечают эффективность аминокислот на сельскохозяйственных растениях [7,8]. Существенным преимуществом некорневых обработок является быстрое попадание препаратов непосредственно в клетки растений и включение в метаболизм, а также экономия препаратов.

Из аминокислот часто применяется глицин – клеточный метаболит, с низкой молекулярной массой и высокой степенью усвояемости, быстро используется растениями для синтеза белков. Низкомолекулярные пептиды являются запасом медленно освобождающегося азота. Перемещаясь по растению, эти вещества стимулируют синтез белка и регулируют выработку растением собственных гормонов роста. Глицин существенно улучшает состояние посевов после действия стрессовых факторов (засуха, низкая или высокая температура, последействие пестицидов, интоксикация) [9]. Ауксины используют в сельском хозяйстве в основном для улучшения укореняе-мости черенков. Однако их физиологический эффект гораздо шире, в частности они способствуют притоку ассимилятов к формирующимся семенам[10].

Изучаемый в работе кориандр посевной является ведущей эфирномасличной культурой и занимает обширные площади, как в нашей стране, так и за рубежом [11] и используется для получения линалоола, с последующей переработкой в другие ароматические вещества.

Цель работы: разработка приёмов повышения продуктивности кориандра при помощи комбинированного применения обработок глицином и ауксинсодержащих препаратов для направленного управления продукционным процессом кориандра посевного.

Методы и материалы

Опыты проводили в 2019-2021 годах в Липецкой области, Данковском районе, село Баловнево (географические координаты 53.215521, 39.035931).

Характеристика почв опытного участка. Почвы опытного участка – чернозем выщелоченный, сильно окультуренный, среднегумусовый тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса 5,0%. Обеспеченность почв подвижным фосфором 6,80 мг/100 г, калием – от 6,26 мг/100 г, азотом – 13,35 мг/кг. Значение рН почвы – 5,1. Подготовка почвы и основные агротехнические операции соответствовали зональным особенностям и требованиям культуры. Внесение удобрений на протяжении опытов не предусматривалось. Погодные условия существенно отличались.

2019 год характеризовался тёплой весной и повышенной влажностью в период созревания урожая, 2020 год, и в ещё большей степени 2021 год, характеризовались более поздним наступлением весны и соответственно более поздними сроками сева. В июле - августе 2020 года, то есть в период образования соцветий и уборки созревания урожая наблюдалась температура 32…34оС при практически полном отсутствии осадков.

Сорта

Янтарь (оригинатор ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» является основным эфирномасличным сортом,выращиваемым на территории РФ. Среднеспелый, эфиромасличный. Устойчив к полеганию и осыпанию плодов. Урожайность плодов – 1,4-1,8 т/га. Включен в Госреестр (1976) по Российской Федерации.

Авангард (оригинатор ООО «Агрофирма Поиск» – среднеспелый, овощной сорт. Растение низкорослое. Розетка листьев приподнятая. Лист средний, гладкий, зеленый. Волнистость края отсутствует. Масса розетки листьев 1618 г. Урожайность зелени 1,3-1,5 кг/м2. Включен в Госреестр (2012) по Российской Федерации [12].

Характеристика препаратов:

Глицин – (аминоуксусная кислота, аминоэтановая кислота, химическая формула – С 2 Н 5 NO 2 ) – простейшая органическая алифатическая аминокислота, относящаяся к классу карбоновых кислот. Глицин приобретали в аптеке в виде таблеток по 100 мг (Биотики МНПК, РФ).

Индолилуксусная кислота (ИУК, гетероауксин, химическая формула – C 10 H 9 NO 2 ) – органическое соединение, производное индола.

ИУК гликолфосфата (ИУК–ГФ) – ауксиновый регулятор роста, полученный на основе 3-индолилуксусной кислоты [13]. В состав синтезированного ИУК-ГФ входят, помимо калиевой соли индолилуксусной кислоты, хлорид калия, гликолят калия и дигидрофосфат калия (масс. %): калиевая соль 3-индолилуксусной кислоты – 4,5-4,7; хлорид калия – 2,4-2,6; калиевая соль гликолевой кислоты – 1,21,4; дигидрофосфат калия – 11,1-11,5; вода – остальное. Количество и соотношение побочных веществ (относительно ИУК), а именно, хлорида калия, гликолята калия и дигидрофосфата калия, обусловлены материальным балансом химической реакции, по которой синтезирован стимулятор.

ДваУ – регулятор роста – корнеобразователь, действующими веществами являются индолилмасляная кислота и гидроксикоричные кислоты. Комплекс биологических веществ препарата ингибирует ауксиноксидазу – фермент, разрушающий ауксины, и стимулирует корнеобразовательные процессы в растениях. Правообладатель: АНО «Научно-производственный центр НЭСТ-М».

Закладка полевых опытов. Посев семян проводили в ранневесенние сроки (12 апреля в 2019 году и 5 апреля в 2020 году). Посев осуществляли сеялкой СЗТ-3,6 с междурядьями 15 см. Норма высева составляла 25 кг/га, глубина заделки – 2 см. Уход за растениями включал довсходовое применение гербицида для защиты от сорняков Гезагард (Syngenta AG, Switzerland) в дозе 4 л/га сразу после посева. Обработку растений проводили растворами глицина в фазе розетки и в фазе бутонизации в концентрациях 10 мг/л. Таблетку препарата (100 мг) раство- ряли в литре воды и далее доводили концентрацию до необходимой в опыте. Обработку растений ауксинсо-держащими препаратами осуществляли в следующих концентрациях: ИУК-гликольфосфат – 25, 50 и 100 мг/л, ДваУ – 2 мл/л. Обработку раствором ИУК-ГФ и ДваУ проводили в фазе бутонизации-начала цветения. Уборку сырья проводили в соответствии с требованиями куль-туры,то есть при побурении центрального зонтика,что позволяло избежать осыпания плодов.Размер учётной делянки 4 м2, повторность опыта 4-х кратная. После уборки высушивали образцы. Сушку проводили в хорошо проветриваемом помещении при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния и обмолачивали ворох, отделяя грубые стебли и далее просеивая ворох через сита диаметром 0,5, 1, 2, 3 и 5 мм. Подсчёт массы тысячи семян проводили в 6-ти кратной повторности. Для определения эфирного масла использовали метод гидродистилляции, способ 1 Государственной Фармакопеи XIV издание [14].

Статистическую обработку результатов проводили с применением пакета Microsoft Excel.

Результаты и их обсуждение

Урожайность кориандра зависит от таких факторов, как размер семян, характерный для сорта, масса 1000 плодов в конкретных условиях в зависимости от погодных условий и агротехнических мероприятий, уровня минерального питания, потерь при уборке [15]. В целом следует отметить, что масса 1000 штук семян сорта Янтарь в полтора раза меньше, чем у сорта Авангард.

В наших исследованиях в среднем за 3 года исследования максимальный показатель массы 1000 плодов отме- чен у сорта Янтарь (8,48 г против 8,01 г в контроле) в варианте комбинированного применения глицина 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ 10 мг/л в фазе бутонизации, у сорта Авангард (10,5 г против 10,33 г в контроле) – при применении глицина 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ 25 мг/л в фазе бутонизации (табл. 1).

Статистическая обработка экспериментальных данных показала, что в формировании массы 1000 плодов кориандра посевного определяющую роль играли генотип и погодные условия. На их долю приходилось соответственно 43 и 23 % от общего варьирования массы 1000 плодов. На долю взаимодействия изучаемых факторов приходилось 30 %, случайного фактора – 3 % изменчивости показателя урожайности семян (рис. 1).

Рис. 1. Доля влияния факторов на показатель массы 1000 плодов кориандра посевного при комбинированной обработке растений глицином и ауксинсодержащими препаратами, % (2019-2021годы)

Fig. 1. The significance of the factors influence on the weight index of 1000 coriander fruits with combined treatment of plants with glycine and auxin-containing preparations, % (2019-2021)

Таблица 1. Масса 1000 плодов кориандра посевного в зависимости от комбинированной фолиарной обработки растений глицином и ауксинподобными препаратами, г (2019-2021 гг., Липецкая область) Table 1. Weight 1000 coriander fruits depending on the combined foliar treatment of plants with glycine and auxin-like preparations, g (2019-2021, Lipetsk region)

Вариант опыта – фактор А		Год – фактор В	Сорт – фактор С
препарат, норма расхода	фаза растения    препраарсахто,днаорма    фаза растения		Янтарь	Авангард
		2019	6,77	9,37
		2020	8,63	12,35
	Контроль – без обработки	2021	8,63	9,27
		среднее	8,01	10,33
		2019	7,87	8,95
	ИУК-ГФ,	2020	8,72	11,92
	10 мг/л	2021	8,85	9,35
		среднее	8,48	10,07
		2019	7,90	9,58
	ИУК-ГФ,	2020	8,87	12,20
	25 мг/л	2021	7,95	9,72
Глицин, 10 мг/л	розетка листьев                       бутонизация	среднее	8,24	10,50
		2019	8,40	8,38
	ИУК-ГФ,	2020	8,38	11,58
	50 мг/л	2021	8,15	8,72
		среднее	8,31	9,56
		2019	7,92	9,18
	ДваУ,	2020	8,03	12,53
	2 мл/л	2021	8,25	9,43
		среднее	8,07	10,38
	Фактор А			0,26
	Фактор В			0,17
	Фактор С			0,12
НСР 05	Взаимодействие АВ			0,55
	Взаимодействие АС			0,42
	Взаимодействие ВС			0,29
	Взаимодействие АВС			0,83

Таблица 2. Урожайность плодов кориандра посевного в зависимости от комбинированной фолиарной обработки растений глицином и ауксинподобными препаратами, г (2019-2021 гг., Липецкая область) Table 2. Fruit yield of coriander seeds depending on the combined foliar plants treatment with glycine and auxin-containing preparations, g (2019-2021, Lipetsk region)

	Вариант опыта – фактор А				Сорт – фактор С
препарат, норма расхода	фаза растения	препарат, норма расхода	фаза растения	Год – фактор В	Янтарь	Авангард
				2019	1,56	1,81
	Контроль – без обработки			2020	1,50	1,80
				2021	1,04	1,21
				среднее	1,13	1,61
				2019	1,76	1,99
		ИУК-ГФ,		2020	1,76	1,99
		10 мг/л		2021	1,16	1,31
				среднее	1,56	1,76
				2019	1,61	2,01
		ИУК-ГФ,		2020	1,61	2,01
		25 мг/л		2021	1,10	1,18
Глицин, 10 мг/л	розетка листьев		бутонизация	среднее	1,44	1,73
				2019	1,61	1,93
		ИУК-ГФ,		2020	1,61	1,93
		50 мг/л		2021	1,04	1,09
				среднее	1,42	1,65
				2019	1,69	2,04
		ДваУ,		2020	1,69	2,04
		2 мл/л		2021	1,09	1,14
				среднее	1,49	1,74
		Фактор А			0,08
		Фактор В			0,05
		Фактор С			0,03
НСР 05		Взаимодействие АВ			0
		Взаимодействие АС			0
		Взаимодействие ВС			0,08
		Взаимодействие АВС			0

Урожайность плодов кориандра значительно различалась между тремя годами исследований (табл. 2), что указывает на сильное влияние погодных факторов. На высокую зависимость урожайности плодов кориандра от этого фактора также указывали другие исследователи [16, 17]. В контроле самая высокая урожайность плодов получена в 2019 г.: у сорта Янтарь – 1,56 т/га, Авангард – 1,81 т/га. В два других сезона урожайность плодов кориандра была значительно ниже: 1,50 и 1,80 т/га в 2020 г. и 1,04 и 1,21 т/га в 2021 г. соответственно. Современные исследования показывают, что кориандр реагирует на влажность и условия влажности во время роста, что сказывается на урожайности плодов. Rzekanowski et al. (2008) указывают на максимальную урожайность кориандра (1,75 т/га) при сумме естественных осадков и сезонной поливной нормы, равной от 350 до 450 мм [18]. Однако, по нашему мнению, важнейшую роль играет и их распределение в течение сезона.

Максимальная урожайность плодов кориандра у обоих изученных сортов отмечена при комбинированной фоли-арной обработке растений глицином нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ нормой 10 мг/л в фазе бутонизации: сорта Янтарь – 1,56 т/га, Авангард – 1,76 т/га, что существенно выше на 0,43 т/га и на 0,15 т/га соответственно по сравнению с контролем. Также у сорта

Авангард максимальную урожайность плодов обеспечил вариант глицин нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ нормой 25 мг/л в фазе бутонизации (1,73 т/га), а также глицин нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ДваУ нормой 2 мл/л в фазе бутонизации (1,74 т/га).

Рис. 2. Доля влияния факторов на показатель урожайности плодов кориандра посевного при комбинированной фолиарной обработке растений глицином и ауксинподоб-ными препаратами, % (2019-2021годы)

Fig. 2. The significance of factors for the coriander fruits yield with combined foliar treatment of plants with glycine and auxincontaining preparations, % (2019-2021)

В среднем за годы исследований влияние изучаемых факторов на урожайность плодов кориандра определялось в основном их действием. Вклад фактора год в изменчивость показателя урожайности плодов составил 74 %, сорта – 15 % (рис. 2). Взаимодействие выявлено у факторов год х сорт (5 %) и глицин + ауксиновый препарат х сорт (4 %).

В целом, у укропа максимальный вклад в изменчивость показателя урожайности внес генотип (44 %), доля влияния фактора года составила 8 %. Не выявлено влияния взаимодействия факторов на изменчивость показателя урожайности семян. У кориандра вклад фактора год в изменчивость показателя урожайности составил 74 %, сорта – 15 %. Взаимодействие выявлено у факторов год х сорт (5 %) и глицин + ауксин х сорт (4 %).

Ценность плодов кориандра для переработки зависит от содержания и химического состава эфирного масла и доли в нём линалоола [19]. В нашем исследовании содержание масла кориандра в семенах варьировало от года к году, что, очевидно, было связано с изменением погодных условий и распределением осадков, на что указывают и другие авторы [9,17].

На кориандре сорта Янтарь при комбинированной некорневой обработке растений глицином нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ нормой 50 мг/л в фазе бутонизации содержание эфирного масла в плодах составила 2,04 % против 1,58 % в контроле (прибавка на 0,46 %). На сорте Авангард при комбинированной фолиарной обработке растений глицином нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ДваУ нормой 2 мл/л в фазе бутонизации этот показатель был на уровне 1,43 % против 1,01 % в контроле (прибавка на 0,42%) (рис. 3). Эти различия могли быть связаны с разными генотипами семян кориандра, использованными в экспериментах.

Рис. 3. Содержание эфирного масла в плодах кориандра посевного в зависимости от некорневой обработки растений глицином и ауксинсодержащими препаратами, % (2019-2021годы, Липецкая область)

Fig. 3. The content of essential oil in the coriander fruits, depending on the foliar plants treatment with glycine and auxin-containing preparations, % (2019-2021, Lipetsk region)

Проведенный трехфакторный дисперсионный анализ показал, что на изменение содержания эфирного масла существенный вклад внес фактор года (44 %). Доля влияния фактора генотипа составила 23 %, глицин + ауксин – 3 %. Отмечен существенный вклад взаимодействия факторов глицин + ауксин х сорт (23 %) в изменчивость содержания эфирного масла. Суммарный вклад всех форм взаимодействия факторов составил 29 % (рис. 4).

Рис. 4. Доля влияния факторов на показатель сбора эфирных масел кориандра посевного при комбинированной некорневой обработке растений глицином и аук-синсодержащими препаратами, % (2019-2021годы) Fig. 4. The significance of factors on the rate of collection of essential oils of coriander seed during combined foliar treatment of plants with glycine and auxin-containing preparations, % (2019-2021)

У сорта Янтарь при комбинированной некорневой обработке растений глицином нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ИУК-ГФ нормой 50 мг/л в фазе бутонизации сбор эфирного масла составила 29,0 кг/га против 17,9 кг/га в контроле (прибавка на 11,1 кг/га). Также в варианте ИУК-ГФ нормой 10 мг/л прибавка была на уровне 10,3 кг/га. На сорте Авангард при комбинированной некорневой обработке растений глицином нормой 10 мг/л в фазе розетки листьев и ДваУ нормой 2 мл/л в фазе бутонизации этот показатель был на уровне 24,9 кг/га против 16,3 кг/га в контроле (прибавка на 8,6 кг/га). Следует отметить, что на этом сорте эффект между другими вариантами равнозначен (рис. 5).

Рис. 5. Сбор эфирного масла в плодах кориандра посевного в зависимости от варианта обработки растений глицином и ауксинсодержащими препаратами, кг/га (2019-2021 годы, Липецкая область)

Fig. 5. The collection of coriander essential oil, depending on the treating option with glycine and auxin-containing preparations, kg/ha (2019-2021, Lipetsk region)