Влияние экстрактов нетрадиционных растений на прорастание семян сельскохозяйственных культур

При возделывании различных сельскохозяйственных культур в последние годы стали широко применяться регуляторы роста. Эти препараты используют с целью изменения жизненных процессов растений, с тем чтобы ускорить при необходимости энергию прорастания, всхожесть семян, так как семена могут терять всхожесть при неблагоприятных погодных условиях или длительном хранении, а также с целью задержания в случае необходимости роста; увеличения урожайности, улучшения качества урожая. В настоящее время невозможно представить аграрный сектор без технологий, в которых не использовались бы регуляторы роста при посеве, посадке, возделывании растений и хранении продовольственной продукции. Но, наряду с практическим применением имеющихся данных, продолжается активный поиск новых знаний о биологически активных веществах для создания более новых и усовершенствованных биотехнологий. Одним из перспективных приемов регулирования роста и развития растений может быть предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур экстрактами из нетрадиционных растений [1]. В современных экономических условиях особенно важна разработка научных основ и практических рекомендаций по применению предпосевной обработки семян экстрактами из нетрадиционных растений, так как это малозатратный и высокоэффективный прием. Наиболее продуктивно воздействие перед посевом на семена, которые в период прорастания обладают высокой пластичностью и восприимчивостью к изменениям условий внешней среды. Использование экстрактов в этот период может оказывать полифункциональ-ное действие. Степень воздействия экстрактов на сельскохозяйственные растения во многом зависит от химического состава препарата. В ближайшем будущем регуляторы роста растений будут пользоваться на рынке не меньшим спросом, чем гербициды и минеральные удобрения. Препараты нового поколения обладают широким спектром физиологической активности, безопасны для человека и окружающей среды [2]. При их создании предпочтение отдается природным веществам, которые могут быть получены из растений, поэтому получение экстрактов из нетрадиционных растений весьма актуально.

В условиях Западной Сибири работы по изучению влияния экстрактов из нетрадиционных растений (сильфия пронзеннолистная, вайда красильная) на энергию прорастания и всхожесть семян сельскохозяйственных растений ранее не проводились.

Цель работы – изучить действие экстрактов из сильфии пронзеннолистной, вайды красильной и биологических препаратов на энергию прорастания и всхожесть семян, а также на рост и развитие надземной и подземной части сельскохозяйственных растений.

Методика исследований

Исследования проводили в 2014–2015 гг. по утвержденным методикам [3] и ГОСТам [4, 5] в лаборатории кафедры садоводства, лесного хозяйства и защиты растений Омского ГАУ. Изучаемые сорта сельскохозяйственных культур (овес кормовой «Иртыш 22», просо кормовое «Кормовое 45», люцерна пестрогибридная «Флора 5», донник желтый «Омский скороспелый», козлятник восточный «Горноалтайский-87», кострец безостый «СИБНИИСХОЗ-189», суданская трава «Новосибирская 84» и др.) рекомендованы для возделывания в Западно-Сибирском регионе. У астрагала галеговидного и козлятника восточного проводили скарификацию семян, т.е. повреждение семенной оболочки. Для замачивания семян употребляли культуральные жидкости, разбавленные чистой водой. Семена, помещенные в специальные емкости, заливали испытуемыми жидкостями. Жидкость слегка покрывала семена, чтобы они не задохнулись, так как наличие кислорода обязательно для проращивания семян. Для сравнения семена из той же партии замачивали в чистой воде (контроль). Замоченные образцы семян выдерживали при температуре 20–22ºС 12 ч в растворе экстракта из листьев сильфии и вайды – по 2 г/250 мл в двукратной повторности. В каждом варианте применяли строго одинаковое количество воды. В течение периода замачивания семена набухали и поглощали вместе с жидкостью содержащиеся в ней химические микроэлементы. Набухшие семена помещали в специальные растильни между слоями фильтровальной бумаги, концы которой находились в воде. Семена проращивали в термостате при температуре 20 ºС. Состояние увлажненности ложа проверяли ежедневно, при необходимости смачивали, не допуская пересыхания. Энергию прорастания и всхожесть семян сельскохозяйственных культур определяли в соответствии с условиями ГОСТ 28636–90 «Семена малораспространенных кормовых культур. Сортовые и посевные качества», ГОСТ Р 52325–2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества» [4]. При подсчете всхожести все семена делили на группы: нормально проросшие, ненормально проросшие, твердые, набухшие и загнившие. После вычисляли средний процент энергии прорастания и всхожести семян.

Наблюдения за ростом и развитием надземной части растений, проникновением корней в глубину почвы, динамикой их роста в лабораторном опыте проводили в специальных с наклонными стенками стеклянных сосудах глубиной 30 см. На дно сосуда помещали дренаж. Посев наклюнувшихся семян проводили рядами вдоль наклонных стенок. Во время исследований сосуды с боков закрывали черной бумагой, не пропускающей свет и поддерживали температуру воздуха 20–21 ºС, почвы – 17–19 ºС, влажность почвы – 60–65 % от полной полевой влагоем-кости. Динамику роста надземной части и корней растений определяли при их промере через каждые 5 сут.

Результаты и их обсуждения

Установлено, что замачивание в водных растворах экстракта из сильфии пронзеннолист-ной и вайды красильной, а также в растворе регулятора роста «Альбит» обеспечивает повышение энергии прорастания и всхожесть семян сельскохозяйственных культур по сравнению с контролем. В силу природной разнокачественности семена неодинаково реагировали на экстракты и регулятор роста. Особенно высокую отзывчивость сельскохозяйственные культуры проявляли на действие экстракта из нетрадиционных растений. Так, энергия прорастания семян пшеницы повышалась с 87 % на контроле до 96 % – после обработки их экстрактом из вайды и до 92% – экстрактом из сильфии. Аналогична зависимость и при обработке семян овса, энергия прорастания на контроле – 70 %, после обработки экстрактом из сильфии – 77, из вайды – 72 %. Энергия прорастания семян многолетних кормовых культур была меньше, чем у зерновых, но и у них проявлялось положительное влияние препаратов. Так, при обработке семян люцерны водным экстрактом из листьев вайды энергия прорастания составляла – 33, а на контроле –

27 %, у донника в водном растворе измельченного корня вайды – 34, экстракте из листьев вайды – 27, контроль – 22 % (табл. 1).

Таблица 1

Влияние экстрактов из нетрадиционных растений на прорастание семян сельскохозяйственных культур (в среднем по четырем закладкам)

Культура	Замачивание семян
	В чистой воде (контроль)	В водном экстракте из листьев сильфии прон-зеннолистной	В водном экстракте из листьев вайды красильной	В водном растворе измельченного корня вайды красильной	В спиртовом экстракте из листьев сильфии пронзеннолистной
Пшеница кормовая	87 87	92 92	96 96	95 95	95 95
Овес кормовой	70 70	77 77	72 72	69 69	53 53
Просо кормовое	88 88	93 93	93 93	88 88	86 86
Суданская трава	86 86	82 82	73 73	90 90	88 88
Люцерна пестрогибридная	27 28	29 32	33 37	26 34	23 23
Донник желтый	22 22	23 23	27 27	34 34	16 17
Кострец безостый	29 69	24 65	16 55	59 67	52 67
НСР 05	3,7	4,0	4,2	4,2	3,7

Примечание. В числителе данные по энергии прорастания, в знаменателе – по всхожести семян сельскохозяйственных культур.

Положительное влияние экстрактов из нетрадиционных растений сказалось и на всхожести семян. Так, если до обработки семена пшеницы были внеклассными и имели всхожесть 87 %, то после обработки водным экстрактом из листьев вайды – 96 %, а после экстракта из листьев сильфии спиртовой – 95 %. По посевным качествам семена пшеницы соответствовали требованиям ГОСТа – первому классу; семена проса кормового – третьему. В контрольном варианте семена люцерны имели всхожесть 28, после обработки водным экстрактом из листьев вайды – 37, экстрактом из листьев сильфии – 32, из корней вайды красильной – 34 %. Всхожесть семян донника возрастала с 22 до 34 % после воздействия водным экстрактом из корней вайды красильной. Обработка семян сельскохозяйственных культур водными экстрактами из листьев и измельченных корней нетрадиционных растений способствовала повышению их посевных качеств: у пшеницы кормовой всхожесть семян возрастала на 9, у овса кормового – на 7, проса кормового – на 5, люцерны – на 9, донника желтого – на 12, у суданской травы – на 4 %. Семена отвечали требованиям посевного стандарта.

Аналогичные результаты были получены и другими учеными при воздействии экстрактов из морских водорослей на семена ячменя. Под действием экстракта повышалась всхожесть семян, увеличивалась длина проростков и масса корней у ячменя [6]. По данным А.С. Бутузова, использование экстракта из листьев сильфии пронзеннолистной в виде 0,2–0,4 %-ного водного раствора способствовало увеличению на 2,2–3,7 ц/га урожайности зерна пшеницы, содержание сырой клейковины повышалось на 1,3–1,4 % [7]. Положительные результаты были получены и другими учеными [8]: при обработке семян многолетних кормовых культур препаратами «Мивал-Агро», «Фитоп А» и «Фитоп Б» энергия прорастания и всхожесть семян повышались на 3–7 %.

При посеве наклюнувшихся семян сельскохозяйственных культур в сосуды с почвой всходы появлялись практически одновременно на контроле и в вариантах с обработкой семян экстрактами из нетрадиционных растений и препаратом «Альбит», но уже на 6-е сутки были заметны существенные различия в их росте и развитии. В вариантах с применением экстракта из сильфии и вайды у пшеницы, овса, проса начали появляться боковые корни первого порядка, их длина – 0,2–0,3 см. У пшеницы интенсивный рост главного корня в варианте с применением экстракта из листьев сильфии и препарата «Альбит» заметен был уже на 6-е сутки, средняя длина составляла 6,7 и 7,4 см, в то время как на контроле 6,3 см (табл. 2).

Таблица 2

Динамика роста главного корня сельскохозяйственных культур в зависимости от применяемого биологического препарата

Культура	Срок определения длины корня, сут.	Чистая вода (контроль)	Водный экстракт из листьев сильфии	Водный экстракт из листьев вайды	Альбит
	6	6,3	6,7	6,3	7,4
Пшеница кормовая	12	6,6	6,8	6,3	7,5
	20	6,8	7,0	6,5	7,6
	6	4,1	5,1	5,0	7,2
Овес кормовой	12	4,3	5,5	5,2	7,3
	20	4,3	5,5	5,3	7,4
	6	3,7	5,6	5,6	6,1
Просо кормовое	12	3,7	5,6	5,6	6,2
	20	3,8	5,7	5,7	6,4
	6	5,2	5,6	3,3	3,8
Суданская трава	12	5,3	5,6	3,4	4,0
	20	6,0	5,7	3,6	4,2
	6	1,0	1,0	1,2	1,0
Люцерна пестрогибридная	12	1,2	1,1	1,5	1,0
	20	1,3	1,4	1,8	1,2
	6	7,7	3,0	5,6	5,0
Кострец безостый	12	8,0	3,3	6,0	5,0
	20	8,2	3,4	6,3	5,4
НСР 05	–	0,5	0,6	0,6	0,7

На 20-е сут рост корневой системы растений не остановился и по-прежнему наиболее активно проходил в вариантах с обработкой семян экстрактом из листьев сильфии и препаратом «Альбит». Положительный эффект наблюдали и при обработке семян овса. При воздействии на его семена водным экстрактом из листьев сильфии и вайды на 6-е сутки длина главного корня составила – 5,1 и 5,0 см, препаратом «Альбит» – 7,2 см, а на контроле – лишь 4,1 см. Высокая отзывчивость отмечена у проса на обработку семян экстрактами и препаратом «Альбит». Длина главного корня возрастала с 3,7 на контроле до 5,6–7,1 см при обработке семян этими препаратами. На 20-е сут рост главного корня сельскохозяйственных культур продолжался и при обработке их семян экстрактами из листьев нетрадиционных растений и препаратом «Альбит» у пшеницы, овса и проса кормового достигал 6,4–7,6 см, при его длине на контроле 3,8–6,8 см. При обработке семян суданской травы, костреца безостого, люцерны пестрогибридной экстрактами из нетрадиционных растений и препаратом «Альбит» наблюдался меньший эффект, длина главного корня растений увеличивалась лишь на 0,1–0,5 см.

Таблица 3

Динамика нарастания надземной части сельскохозяйственных культур (на 20-е сут) в зависимости от применяемого биологического препарата

Культура	Высота растения, см
	Чистая вода (контроль)	Водный экстракт из листьев сильфии	Водный экстракт из листьев вайды	Альбит
Пшеница кормовая	24,2	26,4	22,0	26,0
Овес кормовой	22,0	22,5	22,4	19,5
Просо кормовое	8,2	7,0	7,4	8,6
Суданская трава	12,8	14,0	14,0	10,0
Люцерна пестрогибридная	5,3	6,0	6,0	5,5
Кострец безостый	14,0	12,0	11,2	12,3
НСР 05	3,2	3,2	3,1	3,2

Положительное влияние водные экстракты из листьев нетрадиционных растений и препарата «Альбит» оказывали на рост и развитие надземной части растений (табл. 3).

Наибольший эффект от их применения наблюдался на пшенице кормовой, суданской траве и люцерне пестрогибридной. На 20-е сут высота растений достигала у пшеницы кормовой – 26,4, суданской травы – 14,0, у люцерны пестрогибридной – 6,0 см, или на 0,7–2,2 см больше чем на контроле.

Заключение

Водный экстракт из листьев и корней сильфии пронзеннолистной, вайды красильной и раствор препарата «Альбит» оказывают положительное влияние на энергию прорастания и всхожесть семян, рост и развитие надземной части и корневой системы растений. Всхожесть семян возрастает на 4–12% и отвечает у пшеницы кормовой, проса кормового требованиям посевного стандарта. На 20-е сут высота растений у пшеницы кормовой достигала 26,4 см, у суданской травы – 14,0, у люцерны пестрогибридной – 6,0 см, при высоте на контроле – 24,2; 12,8; 5,3 см соответственно. Высокую отзывчивость на экстракт из листьев сильфии и вайды, а также на препарат «Альбит» проявляет просо кормовое, длина главного корня возрастает с 3,7 на контроле – до 5,6–7,1 см.