Влияние физиологически активных веществ мелафен и эпин на репродукционную способность современных морфогенотипов гороха
Автор: Панарина В.И., Амелин А.В., Кораблева Н.П., Проценко М.А.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Научное обеспечение развития растениеводства
Статья в выпуске: 6 (21), 2009 года.
Бесплатный доступ
В статье отражены результаты полевых опытов по изучению влияния физиологически активных веществ Мелафена и Эпина на репродукционную способность растений гороха в зависимости от морфогенотипа, онтогенетического развития растений и метеорологических условий вегетационного периода.
Горох, физиологически активные вещества, морфогенотип, плодо- и семяобразование растений
Короткий адрес: https://sciup.org/147123454
IDR: 147123454
Текст научной статьи Влияние физиологически активных веществ мелафен и эпин на репродукционную способность современных морфогенотипов гороха
Материал и методика исследований .
Исследования были выполнены в рамках совместной научной программы Орловского государственного аграрного университета ( Орел ГАУ ), Института биохимии им . А . Н . Баха РАН ( ИНБИ РАН ) и Всероссийского научно - исследовательского института зернобобовых и крупяных культур ( ВНИИ ЗБК ) в 2008-2009 гг .
Почва опытного участка темно-серая лесная среднесуглинистая, содержание гумуса 5,1%, подвижного фосфора 23,3, обменного калия – 9,7 мг/100 г. почвы, рНсол 5,3, гидролитическая кислотность 4,4 мг экв/100 г. почвы. Площадь делянок составляла 10 м2, повторность 4-х кратная, норма высева 1,2 млн. семян на гектар.
Объектами исследований являлись растения 3 современных сортов различных морфотипов : Фараон – усатый с физиологически ограниченным ростом стебля ; Батрак – усатый детерминант ; Темп – листочковый индетерминант ; Орловчанин 2 – детерминант листочкового типа ; Спартак – хамелеон с индетерминантным типом роста стебля .
В фазу цветения и начала плодообразования их растения обрабатывались водными растворами физиологически активных веществ ( ФАВ ) в концентрациях : Мелафен 10-5 М ; Эпин 0,8 мг / л . Мелафен – гетероциклическое фосфорорганическое соединение , синтезированное в Институте органической и физической химии им . А . Е . Арбузова КазНЦ РАН [6]. Эпин ( эпибрассинолид ) – (22R, 23R, 24R)-2 α ,3 α ,22, 23- тетраокси - В - гомо -7- окса -5 α - эргостан -6- ОН ), синтезированный в Институте биоорганической химии АНБ , Минск [13].
Период вегетации растений 2008 года сопровождался повышенным количеством осадков во 2 декаде июня и 1 и 2 декадах июля по сравнению со среднемноголетним значением , тогда как в 2009 году он был благоприятным для роста и развития растений культуры . Полученные данные статистически обработаны по Б . А . Доспехову (1985).
Результаты и их обсуждение . Полученные результаты подтвердили , что использование ФАВ оказывает существенное положительное влияние на репродукционную способность сельскохозяйственных культур , в том числе гороха . Применение Мелафена увеличивало у него число бобов и семян с растения на 17,0 и 18,1%, а Эпина – на 9,4 и 13,9%, по сравнению с контролем соответственно ( рис . 1).
Эпин
Мелафен
Рисунок 1 – Влияние ФАВ на репродуктивную способность современных морфогенотипов гороха
Различия в степени влияния веществ на репродуктивную способность растений , очевидно , были обусловлены их химической природой . Синтетическое вещество Мелафен , по литературным данным , подобно действию природных фитогормонов цитокининов [7], которые индуцируют деление клеток , необходимы для нормального развития органов и поддержания их аттрагирующей способности .
В тоже время Эпин относится к классу брассиностероидов , стимулирующие рост и развитие растений , и их устойчивость к стрессовым факторам , вследствие изменения синтеза и содержания фитогормонов [13].
Наряду с различным физиологическим действием используемых препаратов выявлена и четко выраженная на них генотипическая реакция растений. Наиболее отзывчивыми на применение Мелафена и Эпина оказались усатый сорт Батрак и листочковый сорт Темп. Число бобов с растения у них увеличилось в среднем на 16 и 23%, а семян – 21 и 24%, соответственно по сравнению с контролем. Норма же реакции у растений усатого сорта Фараон, листочкового Орловчанин 2 и хамелеона Спартак в данном случае была менее выражена (табл.2).
Таблица 2 – Отзывчивость сортов гороха на действие ФАВ , в среднем за 2008-2009 гг .
|
Вариант |
Число , с растения |
Масса семян с растения , г . |
|||
|
цветков |
бобов |
семя зачатков |
семян |
||
|
Фараон |
|||||
|
контроль |
10,4 |
4,5 |
27,4 |
15,7 |
3,9 |
|
Мелафен |
10,4 |
4,8 |
33,3 |
16,7 |
4,3 |
|
Эпин |
10,4 |
4,9 |
34,6 |
17,9 |
4,6 |
|
Батрак |
|||||
|
контроль |
8,8 |
5,6 |
41,7 |
18,8 |
5,1 |
|
Мелафен |
8,8 |
6,9 |
49,3 |
23,7 |
6,2 |
|
Эпин |
8,8 |
5,4 |
39,3 |
18,7 |
4,6 |
|
Темп |
|||||
|
контроль |
6,3 |
4,4 |
28,4 |
17,1 |
4,8 |
|
Мелафен |
6,3 |
5,5 |
35,4 |
22,2 |
5,9 |
|
Эпин |
6,3 |
6,0 |
38,4 |
23,3 |
6,3 |
|
Темп |
|||||
|
контроль |
8,6 |
4,0 |
37,7 |
16,3 |
4,6 |
|
Мелафен |
8,6 |
6,8 |
52,2 |
22,7 |
5,3 |
|
Эпин |
8,6 |
5,1 |
38,8 |
16,7 |
4,6 |
|
Спартак |
|||||
|
контроль |
10,2 |
6,5 |
43,1 |
21,6 |
5,8 |
|
Мелафен |
10,2 |
7,3 |
49,0 |
24,0 |
6,7 |
|
Эпин |
10,2 |
6,2 |
41,7 |
20,6 |
6,0 |
|
НСР 05 |
- |
0,4 |
2,5 |
0,9 |
0,4 |
Таблица 3 – Влияние условий вегетации года на действие ФАВ
|
год |
* Вари - ант |
Число , с растения |
Масса семян с растения , г |
|||
|
цветков |
бобов |
семя зачатков |
семян |
|||
|
Фараон |
||||||
|
2008 |
к |
6,4 |
4,0 |
26,5 |
13,4 |
3,2 |
|
М |
6,4 |
4,8 |
31,7 |
14,7 |
3,6 |
|
|
Э |
6,4 |
4,9 |
34,8 |
17,8 |
4,2 |
|
|
2009 |
к |
14,4 |
5,0 |
28,4 |
18,0 |
4,7 |
|
М |
14,4 |
5,0 |
34,9 |
18,7 |
5,1 |
|
|
Э |
14,4 |
4,9 |
34,4 |
18,0 |
5,0 |
|
|
Батрак |
||||||
|
2008 |
к |
5,8 |
4,6 |
33,6 |
15,0 |
4,0 |
|
М |
5,8 |
6,0 |
41,4 |
20,4 |
5,4 |
|
|
Э |
5,8 |
5,1 |
36,4 |
18,6 |
4,1 |
|
|
2009 |
к |
11,9 |
6,7 |
49,9 |
22,7 |
6,2 |
|
М |
11,9 |
7,8 |
57,2 |
27,0 |
7,0 |
|
|
Э |
11,9 |
5,7 |
42,2 |
18,9 |
5,2 |
|
|
Темп |
||||||
|
2008 |
к |
6,0 |
4,0 |
24,2 |
15,4 |
4,2 |
|
М |
6,0 |
5,4 |
32,6 |
20,0 |
5,1 |
|
|
Э |
6,0 |
5,9 |
36,5 |
20,8 |
5,2 |
|
|
2009 |
к |
6,6 |
4,9 |
32,6 |
18,9 |
5,5 |
|
М |
6,7 |
5,7 |
38,3 |
24,4 |
6,7 |
|
|
Э |
6,7 |
6,2 |
40,3 |
25,8 |
7,4 |
|
|
Орловчанин 2 |
||||||
|
2008 |
к |
5,1 |
4,0 |
28,5 |
14,2 |
3,8 |
|
М |
5,1 |
4,7 |
35,1 |
15,9 |
3,8 |
|
|
Э |
5,1 |
3,9 |
29,5 |
13,8 |
3,7 |
|
|
2009 |
к |
12,1 |
6,0 |
46,9 |
18,5 |
5,5 |
|
М |
12,1 |
9,0 |
69,4 |
29,5 |
6,8 |
|
|
Э |
12,1 |
6,3 |
48,1 |
19,5 |
5,5 |
|
|
Спартак |
||||||
|
2009 |
к |
10,2 |
6,5 |
43,1 |
21,6 |
5,8 |
|
М |
10,2 |
7,3 |
49,0 |
24,0 |
6,7 |
|
|
Э |
10,2 |
6,2 |
41,7 |
20,6 |
6,0 |
|
|
2008 |
НСР 05 |
- |
0,4 |
2,5 |
1,0 |
0,4 |
|
2009 |
НСР 05 |
- |
0,4 |
2,5 |
0,9 |
0,5 |
* Примечание : к - контроль ; М - Мелафен ; Э - Эпин
Действие ФАВ на репродукционную способность изученных сортов гороха в определенной степени зависела и от метеорологических условий вегетации растений . Так , обработка Мелафеном растений сорта Батрак привела к достоверному увеличению число бобов ( на 1,4 и 1,1), семян (5,4 и 4,3) и их массы ( на 1,4 и 1,2 г .) как в 2008, так и в 2009 году , тогда как Эпином – только в 2008 году ( табл . 3).
У листочкового же сорта Темп положительный эффект от применения ФАВ отмечался во все годы исследований , тогда как у сортов Орловчанин 2 и
Спартак существенное воздействие их на растения отмечалось лишь при использовании Мелафена .
Кроме того , степень влияния ФАВ на растения гороха существенным образом зависела и от их возраста . Если у сорта Темп наибольшее увеличение репродуктивных органов происходило при обработке растений в фазу цветения и плодообразования ( табл . 4), то у сорта Спартак в фазу цветения : число бобов увеличилось на 13%, семян – 17%, а их масса на 15%, по сравнению с контрольными растениями . Сорт же Орловчанин 2 в обе фазы роста был отзывчив только на Мелафен .
Таблица 4 – Влияние ФАВ на растения гороха в зависимости от фазы их роста , 2009 год
|
Вариант |
Число , с растения |
Масса семян с растения , г . |
Число , с растения |
Масса семян с растения , г . |
||||||
|
цветков |
бобов |
семя - зачат - ков |
семян |
цветков |
бобов |
семя зачатков |
семян |
|||
|
Фаза цветения |
Фаза плодообразования |
|||||||||
|
Фараон |
||||||||||
|
контроль |
14,4 |
5,0 |
28,4 |
18,0 |
4,7 |
14,4 |
5,0 |
28,4 |
18,0 |
4,7 |
|
Мелафен |
14,4 |
4,9 |
32,6 |
18,9 |
5,5 |
14,4 |
5,0 |
34,9 |
18,7 |
5,1 |
|
Эпин |
14,4 |
4,3 |
30,6 |
17,8 |
4,6 |
14,4 |
4,9 |
34,4 |
18,0 |
5,0 |
|
Батрак |
||||||||||
|
контроль |
11,9 |
6,7 |
49,9 |
22,7 |
6,2 |
11,9 |
6,7 |
49,9 |
22,7 |
6,2 |
|
Мелафен |
11,9 |
5,9 |
44,3 |
19,1 |
5,3 |
11,9 |
7,8 |
57,2 |
27,0 |
7,0 |
|
Эпин |
11,9 |
7,5 |
53,3 |
27,3 |
7,1 |
11,9 |
5,7 |
42,2 |
18,9 |
5,2 |
|
Темп |
||||||||||
|
контроль |
6,7 |
4,9 |
32,6 |
18,9 |
5,5 |
6,7 |
4,9 |
32,6 |
18,9 |
5,5 |
|
Мелафен |
6,7 |
5,7 |
37,3 |
23,9 |
6,2 |
6,7 |
5,7 |
38,3 |
24,4 |
6,7 |
|
Эпин |
6,7 |
6,0 |
39,8 |
26,6 |
7,1 |
6,7 |
6,2 |
40,3 |
25,8 |
7,4 |
|
Орловчанин 2 |
||||||||||
|
контроль |
12,1 |
6,0 |
46,9 |
18,5 |
5,5 |
12,1 |
6,0 |
46,9 |
18,5 |
5,5 |
|
Мелафен |
12,1 |
6,8 |
52,9 |
21,4 |
6,3 |
12,1 |
9,0 |
69,4 |
29,5 |
6,8 |
|
Эпин |
12,1 |
6,0 |
46,8 |
19,0 |
5,3 |
12,1 |
6,3 |
48,1 |
19,6 |
5,5 |
|
Спартак |
||||||||||
|
контроль |
10,2 |
6,5 |
43,1 |
21,6 |
5,8 |
10,2 |
6,5 |
43,1 |
21,6 |
5,8 |
|
Мелафен |
10,2 |
7,5 |
49,8 |
25,3 |
6,6 |
10,2 |
7,3 |
49,0 |
24,0 |
6,7 |
|
Эпин |
10,2 |
7,2 |
48,3 |
26,2 |
7,1 |
10,2 |
6,2 |
41,7 |
20,6 |
6,0 |
|
НСР 05 |
- |
0,5 |
2,0 |
0,8 |
0,6 |
- |
0,4 |
2,5 |
0,9 |
0,5 |
Таким образом , проведенные исследования подтвердили , что физиологически активные вещества могут оказывать существенное влияние на репродуктивную способность растений гороха . Степень их воздействия во многом обусловлена химической природой применяемого ФАВ , генотипическими особенностями и фазы развития растений , а так же метеорологическими условиями периода вегетации .
Из изученных ФАВ наиболее эффективным в увеличении репродуктивных способностей растений гороха оказался Мелафен в концентрации 10-5 М при обработке в фазу плодообразования , а отзывчивым сортом – листочковый индетерминант Темп .
Список литературы Влияние физиологически активных веществ мелафен и эпин на репродукционную способность современных морфогенотипов гороха
- Амелин, А.В. Морфофизиологические основы повышения эффективности селекции гороха: специальность 03.00.12 «Физиология и биохимия растений»: автореф. дис. на соиск. учен. степ, док. с.-х. наук/Александр Васильевич Амелин; [Орлов, гос. аграрный ун-т] -Орел, 2001. с. 46.
- Ахрем, А.А. Регулятор роста растений/А.А.Ахрем, В.Н.Лахвич//Ин-т биоорган. Химии АН БССР №4309320/15 Заявл. 17.07.87.Опуб. 30.12.91. Бюл. №18.
- Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта/Б.А. Доспехов. -М.: Колос, 1979. -416с.
- Жосан, С. Физиологические особенности применения регуляторов роста стероидной природы на растениях озимого ячменя специальность 03.00.12 «Физиология и биохимия растений»: дис. на соиск. учен. степ, док. б. наук/Сильвия Жосан; [Гос. аграрный ун-т Молдовы]. -Кишенев, 2009. 122 с.
- Кефели, В.И. Природные и синтетические регуляторы онтогенеза растений/В.И. Кефели, П.В. Власова, Л.Д. Прусакова//Итоги науки и техники. -М. -1990. -Т.7
- Козлова, Р.Ю. Мелафен как регулятор вторичного метаболизма/Р.Ю. Козлова, В.Г. Винтер, С.Г. Фаттахов//II Всероссийская конференция «Химия и технология растительных веществ». -Казань. -2002. -С. 73.
- Костин, В.И. Мелафен в качестве регулятора роста и развития нового поколения [Электронный ресурс]/В.И.Костин, В.А.Исайчев, Н.Н.Андреев, Ф.А.Мударисов. -Электр. текстовые дан. -Режим доступа: http://ugsha.edu.mhost.ru
- Влияние низких и сверхнизких концентраций силантранов на устойчивость к высоким температурам и нодуляцию при инфицировании Rhizobium растений гороха/Л.Е. Макарова, М.Г. Соколова, Е.В. Кузнецова, М.Г. Воронков, Т.А. Кузнезова, К.А. Абзаева//Междунар. конф. «Современная физиология растений: от молекул до экосистем». -Ч. 2. -Сыктывкар. -2007. -С. 253-254.
- Основы химической регуляции роста и продуктивности растений/Г.С. Муромцев, Д.И. Чкаников, О.Н. Кулаева, К.З.Гамбург. -М.: Агропромиздат, 1987. -383с.
- Полевой, В.В. Фитогормоны/В.В. Полевой. -Ленинград: Из-во ЛГУ, 1982. -249с.
- Прусакова, Л.Д. Влияние эпибрассинолида и экоста на засухоустойчивость и продуктивность яровой пшеницы/Л.Д. Прусакова, С.И. Чижова, В.А. Хрипач//Агрохимия. -2000. -№3. -С. 50-54.
- Фаттахов, С.Г. Мелафен -перспективный регулятор роста растений для сельского хозяйства и биотехнологии/С.Г.Фаттахов, В.С.Резник, А.И.Коновалов//Сб. «Состояние исследований и перспективы применения регулятора роста растений нового поколения «Мелафен» в сельском хозяйстве и биотехнологии». -Казань. -2006. -С.23.
- Хрипач, В.А. Перспективы практического применения брассиностероидов -нового класса фитогормонов/В.А. Хрипач, В.Н. Жабинский, Ф.А. Лахвич//Сельскохозяйственная биология. Серия Биология растений. -1995. -№1. -С. 3-11.
