Влияние фиторегуляторов пола на продуктивность огурца

Оригинальные статьи / Originalarticles

Vegetable crops of Russia. 2023;(4):38-42. (In Russ.)

Огурец (Cucumis sativus L.) (2n=14), относящийся к семейству Тыквенные (Cucurbitaceae), является одной из распространенных овощных культур в нашей стране, что обусловлено высокими вкусовыми и диетическими качествами плодов. Скороспелость культуры позволяет с одинаковым успехом выращивать его как в защищенном, так и в открытом грунте, а частичная двудомность – использовать его в селекции на гетерозис. Растение огурца формирует раздельнополые цветки (пестичные, тычиночные), количественное их соотношение составляет показатель выраженность пола.

Чем меньше мужских цветков приходится на одни женский, тем сильнее выражен женский пол [1]. Особую значимость этот показатель имеет для гибридов, так как напрямую связан с урожайностью и скороспелостью. Половой тип растения определяется генетическими факторами, условиями выращивания и воздействием химических веществ (регуляторов пола) [2,3]. У обычных сортов соотношение женских и мужских цветков у сортов составляет 1:15 [4]. Этот показатель можно свести к минимуму, используя некоторые химические вещества. Они оказывают разностороннее влияние на растения – биометрические показатели, выраженность пола, номер первого женского узла, продуктивность.

Выраженность пола у огурца зависит от эндогенного уровня гормонов пола и от экзогенных факторов (химических регуляторов).

Стадия 2–4-х настоящих листьев у огурца является критической. В этот период идет дифференциация полового типа. Цветочные бугорки в меристемах конуса нарастания в этот период несут набор и мужских, иженских клеток,т.е. являются обоеполыми. Обработка растений в этот период соответствующими реагентами позволяет сместить пол растения в нужную сторону. Это подтверждено анатомическими исследованиями [5].

Современной биологической наукой накоплен огромный опыт в использовании регуляторов роста, оказывающих влияние на различные стороны жизнедеятельности растительного организма, координирующих направленность морфогенеза [6-8].

Одним из средств, усиливающим женский пол растения, является эсфон (этрел или 2-хлорэтилфосфоновая кислота). Препараты, содержащие соли 2-хлорэтилфосфоновой кислоты имеют широкое отечественное и мировое производство. В связи с этим существует множество торговых наименований: Этрел, Этефон, Эсфон и т.д. Эсфон не накапливается в растительных и других объектах биосферы. При его метаболизме образуется этилен, который не отличается от эндогенного регулятора и легко выделяется в атмосферу, а также фосфоновая кислота, включающаяся в состав многих нормальных метаболитов растений [9,10].

Очень важным моментом в селекции гетерозисных гибридов огурца является степень выраженности женского пола у материнских форм. Усилить этот показатель возможно обрабатывая растения эсфоном. Сорта, линии, гибриды по-разному реагируют на обработку ростостимулирующими веществами, как по проявлению пола, вегетативному росту и по урожайности. Поэтому для каждого сортообраз-ца необходимо разрабатывать индивидуальные регламенты применения

Целью данной работы было изучить действие Эсфона на показатели вегетативного роста и продуктивности материнской линии огурца.

Материалы и методы

Опыты проводились на экспериментальном участке ООО «Гетерозисная селекция» в 2021-2022 гг. Объектом исследования явился гибридный семеноводческий процесс. Материалы исследования – растения линии (ЖЛ 24), используемой в качестве самостоятельного сорта преимущественно женского типа цветения и материнского компонента гибрида огурца Богатая грядка F 1 (оригинаторы ФГБНУ ФИЦ ИЦиГ СО РАН и ООО «Гетерозисная селекция»), регулятор роста Эсфон, ВР (65 %).

Линия ЖЛ 24 женского типа цветения (Ж1-5), пчелоопыляемая. В верхнем ярусе растения, выше 20-го междоузлия возможно образование партенокарпических плодов. Растение детерминантное, среднеоблиственное, среднеп-летистое. Плети средней длины. Растение преимущественно женского типа цветения. В пазухах первых междоузлий возможно образование мужских цветков. Период всходы – плодоношение 43-45 суток. Зеленец цилиндрической формы, с небольшими полосками, короткий 8-10 см в длину, диаметром 2,8-3,0 см с белым опушением, среднебугорчатый, расположение бугорков редкое, массой 68-75 г. Число завязей в одном узле 1-2 шт.

Посев семян в грунт в третьей декаде мая по схеме (70+140)х20 см. Площадь учетной делянки 6,3 м2. Густота растений 5 раст./м2. Повторность двухкратная. Эсфон, ВР (65%) наносили на точку роста в фазу 2-х настоящих листьев с помощью опрыскивателя в концентрациях: 0,01; 0,02; 0,03; 0,04%. В контрольном варианте на точку роста наносилась дистиллированная вода. Всего было проведено три обработки с интервалом в 5 суток. Фенологические и биометрические наблюдения проводились согласно существующим методикам [11,12]. С каждой делянки для учета было отобрано по 10 растений. В ходе наблюдений учитывались следующие показатели в динамике: длина главного стебля , число боковых побегов первого порядка, число междоузлий на главном стебле, число дней до появления женского цветения, номер первого женского узла, число женских и мужских цветков на растении, их соотношение, длина, диаметр и масса плода, число плодов с одного растения, урожайность с 1 м2.

Математическая обработка данных проводилась с помощью программного обеспечения Snedecor 5 [13].

Метеорологические условия в годы исследований контрастно различались по гидротермическому режиму в сравнении с многолетними данными климатической зоны. Это позволило дать объективную оценку экспериментальному материалу.

Результаты исследования и их обсуждение

Длина главной плети

Обработка эсфоном существенно повлияла на длину главной плети. С увеличением концентрации препарата происходило уменьшением длины главного стебля. В таблице 1 показана динамика роста главного стебля при разных концентрациях. В конце вегетации через 90 суток после обработки были зафиксированы окончательные значения.

Ингибирующее действие Эсфона связано, по всей вероятности,с прекращением митотических процессов в меристемах корня и побега, влияющих на общую длину растения.Кроме того,этилен,образующийся при метаболизме Эсфона ингибирует ИУК, транспорт в растительных клетках, подавляя удлинение [14], способствует ускоренному метаболизму ауксинов, что приводит к

Таблица 1. Влияние различных концентраций Эсфона на длину главного стебля растений огурца, среднее за 2021-2022 годы Table 1. Effect of different concentrations of Esfon on the length of the main stem of cucumber plants, average for 2021-2022

Концентрация, % Высота растения в динамике (см), число суток после обработки 15 30 45 60 75 90 Контроль 14,36 27,38 65,82 110,1 134,4 155,2 0,01 13,74 25,66 65,35 99,1 133,5 149,4 0,02 12,60 24,00 57,74 93,7 111,6 135,2 0,03 12,66 24,08 55,92 93,2 113,7 134,5 0,04 11,38 23,05 49,37 73,5 103,6 119,8 НСР05 1,77 2,69 5,11 9,69 8,72 18,45 CV, % 7,86 6,94 6,55 6,81 5,23 15,42 преждевременному снижению уровня их концентрации. Это подтверждается также работами авторов [15]. Аналогичные результаты наблюдались у Cucumis melo L. [16]. При дальнейшем увеличении концентрации до 0,05% наблюдается гибель растений [17]. Таким обра-зом,увеличение дозы эсфона ведет к пропорциональному уменьшению высоты растений.

Количество междоузлий на растении

Количество междоузлий на растении увеличивается с повышением концентрации препарата. Максимальное значение признака в конце вегетации было отмечено в вариантах с концентрациями 0,02 и 0,03% (табл.2). Аналогичная тенденция наблюдалась на всех этапах наблюдений. С увеличением концентрации до 0,04% наблюдается уменьшение количества междоузлий.

Значительное увеличение количества междоузлий в вариантах обработки Эсфоном в концентрациях 0,02 и 0,03% связано с тем, что в этихже вариантах в большей степени уменьшалась длина главной плети по сравнению с другими концентрациями и контролем, а также с уменьшением длины междоузлий.

Степень ветвления

Наблюдения за растениями в динамике позволяют сделать вывод о том, что с увеличением концентрации ветвление растений увеличивается, достигая своего максимума при значении 0,03%. При дальнейшем повышении наблюдается некоторое снижение степени ветвления к концу вегетационного периода. Эти результаты находятся в соответствии с аналогичными работами зарубежных исследователей [18,19].

Фенология цветения

Линия ЖЛ 24 – преимущественно женского типа цветения, на которой в контроле образуется некоторое количество мужских цветков, вплоть до шестого междоузлия (Ж0-Ж6). С увеличением концентрации эсфона наблюдалась тенденция к снижению номера первого мужского узла, вплоть до полного исчезновения тычиночных цветков при максимальной концентрации в 0,04%. Подобные результаты получены и по женскому цветению. Несмотря на угнетение вегетативного роста, максимальная концентрация препарата в 0,04% способствует усилению женского пола. Пестичные цветки начинают формироваться сразу с первого междоузлия (табл. 4).

Кроме того, сокращается период всходы-начало женского цветения почти на 6 суток Таким образом, с увеличением концентрации эсфона растения становятся более скороспелыми.

Соотношение мужского и женского цветения

Соотношение количества женских и мужских цветков показывает степень выраженности женского пола. С этим показателем тесно связаны скороспелость и общая урожайность.Поэтому в селекционных программах ему уделяется пристальное внимание. Результаты влияния различных концентраций эсфона на абсолютные (общее число мужских и женских цветков) и относи-

Таблица 2 Влияние различных концентраций Эсфона на число междоузлий на главном стебле растений огурца, среднее за 2021-2022 годы Table 2 Effect of various concentrations of Esfon on the number of internodes on the main stem of cucumber plants, average for 2021-2022

Концентрация, %	Число междоузлий (шт.), число суток после обработки
	15	30	45	60	75	90
Контроль	3,78	9,00	11,96	25,35	32,44	34,16
0,01	4,33	9,15	11,98	25,38	32,85	36,22
0,02	4,54	11,58	15,45	29,12	45,12	49,84
0,03	4,59	12,11	17,88	31,38	44,85	48,96
0,04	4,35	11,23	16,95	30,27	41,54	43,52
НСР 05	0,54	2,22	3,05	3,88	8,24	8,95
CV, %	6,34	12,55	10,15	7,65	8,22	8,54

Таблица 3. Влияние различных концентраций Эсфона на число боковых побегов растения огурца, среднее 2021-2022 годы Table 3. Effect of different concentrations of Esfon on the number of lateral shoots of a cucumber plant, average 2021-2022

Концентрация, %	Число междоузлий (шт.), число суток после обработки
	30	45	60	75	90
Контроль	0,80	1,86	3,84	4,02	4,65
0,01	0,81	1,84	3,95	4,11	4,89
0,02	1,05	2,25	4,25	4,88	5,73
0,03	1,03	2,32	4,78	5,32	6,21
0,04	1,22	2,45	4,65	5,28	5,76
НСР 05	0,30	0,40	0,72	0,82	0,86
CV, %	18,44	11,56	5,35	10,55	11,69

Таблица 4. Влияние различных концентраций Эсфона на характер проявления мужского и женского цветения, среднее 2021-2022 годы Table 4. The influence of various concentrations of Esfon on the nature of the manifestation of male and female flowering, average 2021-2022

Концентрация, %	Номер 1-го узла		Период всходы-цветение, суток
	♂	♀	♂	♀
Контроль	3,00	5,35	25,75	29,32
0,01	2,86	5,19	25,89	28,15
0,02	2,54	3,66	28,19	26,45
0,03	1,86	1,45	29,15	24,58
0,04	-	1,00	-	23,36
НСР 05	1,05	1,45	2,11	2,54
CV, %	16,87	16,54	17,45	16,87

Номер первого узла - номер междоузлия, в котором образуется первый женский либо первый мужской цветок тельные (их соотношение) показатели цветения представлены в таблице 5.

Растения, обработанные Эсфоном в концентрации 0,03% образовали максимальное числоженских цветков. С увеличением дозировки наблюдается тенденция не только к задержке мужского цветения по времени, но и куменьшению количества цветков, вплоть до полного их исчезновения в варианте с 0,04 %-ной концентрацией. Растения преимущественно женского типа цветения становятся чисто женскими.

Длина и диаметр плода

Максимальная длина плода зафиксирована в контрольном варианте (табл. 6). С увеличением концентра- ции наблюдалась тенденция к уменьшению длины плода, увеличению диаметра и, соответственно, уменьшению индекса плода. По своей форме цилиндрические плоды становились овально-цилиндрическими. Существенные различия наблюдались в вариантах 0,03 и 0,04%.

Урожайность и элементы ее структуры

Важными показателями, из которых складывается урожай,являются число плодов на растении и средняя масса плода.Они находятся в зависимости от концентрации фиторегулятора и максимальные значения проявляют в варианте 0,03% (табл.7).

Таблица 5. Влияние различных концентраций Эсфона на структуру цветения, среднее 2021-2022 годы Table 5. Effect of different concentrations of Esfon on the structure of flowering, average 2021-2022

Концентрация, %	Общее количество цветков на растении, шт.	Соотношение	♂:♀
	♂	♀
Контроль	51,2	107,8	0,47
0,01	34,6	126,5	0,27
0,02	24,2	154,1	0,16
0,03	13,6	155,2	0,09
0,04	0	142,3	0
НСР 05	6,88	15,84	0,11
CV, %	6,89	8,44	0,44

Таблица 6. Влияние различных концентраций Эсфона на длину и диаметр плода, среднее 2021-2022 годы

Table 6. Effect of various concentrations of Esfon on the length and diameter of the fetus, average 2021-2022

Концентрация, %	Длина, см L	Диаметр, см D	Индекс формы плода L/D
Контроль	11.51	3.44	3.35
0,01	11.17	3,51	3,18
0,02	10.23	3,50	2,92
0,03	10.36	3,62	2,86
0,04	9.05	3,65	2,47
НСР 05	1,08	0,15	0,43
CV, %	5,06	6,24	2,55

Таблица 7. Влияние различных концентраций Эсфона на урожайность зеленца, среднее 2021-2022 годы Table 7. Effect of various concentrations of Esfon on the yield of greens, average 2021-2022

Концентрация, %	Урожайность, кг/м2	Число плодов на растении, шт.	Средняя масса плода, г
Контроль	2,74	15,23	72,74
0,01	2,80	15,35	74,92
0,02	3,38	17,44	78,66
0,03	3,85	18,29	82,48
0,04	2,77	14.85	75,21
НСР 05	0,55	2,02	5,62
CV, %	18,12	15,42	7,84

Более высокие концентрации, несмотря на обильное образование пестичных цветков, ведут к снижению урожай- ности и элементов ее структуры. Вероятно, они оказывают ингибирующее действие на формирование зеленца подобно показателям вегетативного роста, о которых говорилось выше. Вариант опыта с 0,03%-ной концентрацией оказался самым оптимальным, так как не угнетал растения на всех этапах, обеспечивал баланс между вегетативным и генеративным развитием, формировал достаточное количество женских цветков, что и послужило предпосылкой более высоких показателей урожайности. Кроме того, более высокий урожай формировался за счет увеличения количества плодов на растении, их размеров и массы.

Заключение

Для получения максимального урожая зеленца на материнской линии ЖЛ 24 необходимо обрабатывать трехкратно вегетирующие растения раствором эсфона 0,03 %-ной концентрации, начиная с фазы двух настоящих листьев с интервалом между обработками 5 суток. Этот вариант обработки не вызывает угнетения вегетативного роста, повышает урожайность огурца на 40%.

Об авторах:

Aboutthe Authors:

Tatiana V. Steinert – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher

Anatoliy V. Aliluev – Deputy Director for Seed Production