Влияние этрела в условиях Краснодарского края на цветение мужских цветков растений кабачка с различной генетической выраженностью пола

Изучение способов влияния на сексуализацию растений кабачка, дает возможность разрабатывать оптимальные приемы гибридного семеноводства, направленные на повышение качества гибридных семян с использованием минимального количества ручного труда. Степень половой дифференциации однодомных растений кабачка контролируется наследственными факторами, в зависимости от генотипа кабачок может иметь различную выраженность пола: преимущественно женский тип; смешанный тип и преимущественно мужской тип цветения.

Проявление пола изменяется под влиянием эндогенных (фитогормоны) и внешних факторов [7,8,9]. Влияние внешних факторов (температуры, длины дня, степени освещенности), напрямую зависит от географии расположения посевов кабачка в открытом грунте. К эндогенным факторам влияния, относится обработка различными химическими веществами, эффект действия которых зависит от генотипа растений, и в разных географических условиях может существенно отличаться. Поэтому включение данного технологического элемента в производственный процесс гибридного семеноводства кабачка должно быть научно обоснованным. Оно должно базироваться на результатах исследования особенностей действия того или иного препарата на родительские линии в конкретной зоне семеноводства.

Среди химических веществ, влияющих на уровень женского цветения растений тыквенных культур, наибольший интерес представляют препараты Этрел или Этефон (д.в. 2-хлорэтил-фосфоновая кислота) – продуценты этилена, эффективность применения которых зависит от концентрации, фазы и кратности обработок [5,6]. При выборе наиболее оптимальных вариантов обработок, важно также учитывать характер влияния препарата (стимуляция, ингибирование) на рост и развитие растений материнских форм перспективных гибридных комбинаций, которые могут иметь различную выраженность пола.

В агроклиматических условиях Краснодарского края, мужские цветки на растениях кабачка, как правило, распускаются позже на 2-4 суток после женских, что естественно не дает возможность ведения гибридного семеноводства, путем естественного переопыления между родительскими формами.

С целью изучения влияния препарата на сроки цветения мужских цветков растений кабачка, отличающихся генетической выраженностью пола, проводили обработку Этрелом разной концентрации и в разные фазы развития растений кабачка.

Материал и методы

В качестве материала исследования использованы три материнские линии Cucurbita pepo var. giromontina, характеризующиеся разным типом цветения:

К-69 - преимущественно женский,

К-49 - преимущественно мужской, К-647 - смешанный тип цветения.

Для решения поставленных задач исследования, согласно методики постановки полевых опытов Б.А. Доспехова [12], была проведена серия опытов. Испытание проводили по двухфакторной схеме (для каждой линии): фактор А – концентрации препарата (250, 300, 350, 500, 700, 900, 1100 мг/л действующего вещества), контроль – вода; фактор Б – фазы обработок (на стадиях - 3, 4 и 5 настоящих листа; последовательно -3+4; 4+5; 2+3+4; 3+4+5 и 4+5+6 настоящих листа).

Схема посева по всем опытам 0,7х0,7м, что соответствует 2 растениям на 1 м2. Площадь опытной делянки в каждом варианте 6м2 (12 учетных растений), повторность трехкратная, размещение рендоминизи-рованное.

Эффективность действия препарата Этрел оценивали по продолжительности периода «начало цветения женских цветков – начало цветения мужских цветков», то есть периода отсутствия (П отс u ) цветения мужских после начала цветения женских цветков на растениях кабачка. Оценку морфологических признаков, фенологические наблюдения проводили в соответствии с Методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1975). Обработку полученных данных проводили в соответствии с методиками статического и дисперсионного анализа [12].

Результаты исследований. В ходе эксперимента были выявлены как общие закономерности, так и определенные отличия в реакции изученных генотипов на обработку Этрелом. Показано, что использование однократной обработки, на всех изучаемых генотипах, является малоэффективным, даже в диапазоне высоких концентраций 500-900 мг/л д.в. (рис. 1).

концентрация, мг/л д.в.

концентрация, мг/л дв.

Рис.1. Влияние различных концентраций препарата Этрел на начало цветения мужских цветков, СЦ «Гавриш», г. Крымск, 2011-2014 годы.

Сдерживание начала цветения мужских цветков в зависимости от генотипа составило всего 2-4 суток относительно контроля. При этом, действие препарата в дозе 700 мг/л д.в. имело наименее выраженную сортовую специфику – Потсu у всех линий в среднем составил около 6 суток, тогда как для исключения самоопыления, мужские цветки должны отсутствовать на растении материнской формы кабачка не менее 7 дней [7]. Проведение двух и трех последо- вательных обработок раствором Этрела более эффективно, чем однократное применение, и в соответствующих концентрациях позволяет добиться стабильных положительных результатов на всех изучаемых образцах – это сдерживание начала цветения мужских цветков не менее, чем на 14 суток, что является «достаточным» условием для успешного ведения гиб- ридного семеноводства в условиях Краснодарского края.

Наиболее чувствительной к действию препарата при проведении двукратной обработки была линия К49 (мужской тип цветения): уже при 300 мг/л д.в. сдерживание цветения мужских цветков на растении составляло 14 суток, а наибольший эффект достигался при 500 мг/л д.в. (в среднем Потсu = 20 суток). Линии К69 и К647 в данном варианте были менее отзывчивы, так как достижение двухнедельного отсутствия мужских цветков, после начала цветения женских, наблюдали при обработках более высокими концентрациями Этрела – 350 мг/л д.в. и 400 мг/л д.в. соответственно. Максимальный эффект от использования двукратной обработки

1. Продолжительность периода отсутствия цветения мужских цветков ( П отс u )

в зависимости от концентрации и кратности обработок растений кабачка препаратом Этрел на различных фазах развития

(СЦ «Гавриш», г. Крымск, 2011-2014 годы)

Рабочая концентрация препарата	П отсu (сутки) при кратности обработок на фазах развития растений однократно                     двукратно                     трехкратно
	3н.л.        4н.л.        5н.л.       3+4н.л.      4+5н.л.     2+3+4н.л    3+4+5н.л    4+5+6н.л.
	Линия К49 (преимущественно мужской тип цветения)
контроль	3	3	3	3	3	3	3	3
250 мг/л д.в.	3	4	4	10	12	11	12	12
300 мг/л д.в.	5	5	6	14	15	14	16	15
350 мг/л д.в.	5	6	6	16	18	18	20	21
500 мг/л д.в.	6	6	6	20	20	22	23	23
700 мг/л д.в.	6	6	6	9	8	8	6	7
900 мг/л д.в.	5	6	6	8	7	6	5	6
1100 мг/л д.в.	3	4	4	5	5	3	4	3
Влияние концентрации, фактор А - F ф 1413,7 > F теор 2,08; НСРА 05 =0,4 сут. Фаза обработки, фактор В - F ф 667,1 > F теор 2,08; НСРВ 05 =0,4 сут. Взаимодействие факторов АВ - F ф 93,8 > F теор 1,45; НСР 05 =1 сут.
	Линия К647 (смешанный тип цветения)
контроль	3	3	3	3	3	3	3	3
250 мг/л д.в.	3	3	3	4	4	6	5	4
300 мг/л д.в.	4	4	5	6	6	6	7	7
350 мг/л д.в.	4	6	6	7	7	12	14	10
500 мг/л д.в.	6	6	6	14	20	19	20	16
700 мг/л д.в.	6	7	7	20	22	22	22	20
900 мг/л д.в.	4	5	5	8	9	9	6	6
1100 мг/л д.в.	3	3	3	6	5	4	2	3
Влияние концентрации, фактор А - F ф 3482,5 > F теор 2,08; НСРА 05 =0,2 сут. Фаза обработки, фактор В - F ф 1035,3 > F теор 2,08; НСРВ 05 =0,2 сут. Взаимодействие факторов АВ - F ф 186,6 > Fтео р 1,45; НСР 05 =0,6 сут
	Линия К69 (преимущественно женский тип цветения)
контроль	3	3	3	3	3	3	3	3
250 мг/л д.в.	3	3	4	9	8	12	14	13
300 мг/л д.в.	3	4	4	12	12	16	20	18
350 мг/л д.в.	3	4	5	14	14	21	22	20
500 мг/л д.в.	4	5	6	18	20	24	26	22
700 мг/л д.в.	5	6	6	20	22	22	23	21
900 мг/л д.в.	3	4	4	7	6	7	6	6
1100 мг/л д.в.	3	3	3	5	4	5	3	4
Влияние концентрации, фактор А - F ф 4100,9 > F теор 2,08 НСРА 05 =0,2 сут. Фаза обработки, фактор В - F ф 3225,6 > F теор 2,08 НСРВ 05 =0,2 сут Взаимодействие факторов АВ - F ф 274,6 > F теор 1,45 НСР 05 =0,6 сут

у этих линий, как и при однократной, отмечен при концентрации 700 мг/л д.в. (П отс u 2 > 0 суток).

Трехкратная обработка растений линии К49 оказывала аналогичное действие, как двукратная обработка. В то же время трехкратная обработка линий К69 и К647 дала возможность существенно снизить рабочую концентрацию для достижения П отс u в 14 суток до 250 мг/л д.в. и 350 мг/л д.в. соответственно. Но наиболее эффективной на линии К647, оставалась та же концентрация 700 мг/л д.в (как и при одно- и двукратной обработках), тогда как у линии К69 максимальный эффект достигался уже при использовании концентрации 500 мг/л д.в. (рис. 1). Обработка растений всех линий концентрациями >700 мг/л д.в при дву- и трехкратной обработке приводила в резкому снижению эффективности действия Этрела (рис. 1).

Эффективность действия Этрела зависит не только от генетической предрасположенности растений кабачка к типу цветения, концентрации и кратности применения препарата, но и большую роль играет проведение обработок во время определенного этапа развития растений (табл.1).

Полученные в ходе исследований результаты, позволили выявить наиболее чувствительные к действию препарата стадии роста растений кабачка и оптимальное их сочетание для различных линий, обеспечивающее достаточную и максимальную длительность сдерживания цветения мужских цветков.

Однократная обработка показала, что растения кабачка всех линий более отзывчивы на действие Этрела в фазы развития 4-х и 5-ти настоящих листьев (н.л.), но диапозон активных концентраций ( П отсu 5 суток) при обработке на стадии 5н.л. несколько шире (табл.1). Поэтому, более продолжительное сдерживание цветения мужских цветков при использовании двух последовательных обработок раствором Этрела проявилось в вари-

Рис.2. Продолжительность межфазного периода «всходы - начало цветения женских цветков» растений кабачка в зависимости от концентрации, кратности и фазы обработок Этрелом (СЦ «Гавриш», г. Крымск, 2011-2014 годы)

анте 4+5 н.л. Эффект сдерживания в диапазоне активных концентраций (350-700 мг/л д.в) в среднем на 2 суток превосходил вариант с обработкой на более ранних фазах развития 3+4 н.л. Особенно заметна разница этих вариантов на линии К647 -увеличение П отсu с 14 суток в варианте 3+4 н.л. до 20 суток при обработке

4+5 н.л. при концентрации 500 мг/л д.в.

Последовательная обработка на трех различных этапах развития растений, в фазы 2+3+4 н.л., 3+4+5 н.л. и 4+5+6 н.л., дает положительный результат от 4 до 26 суток сдерживания цветения мужских цветков, в зависимости от используемой кон-

центрации и родительской линии (табл.1). При обработке в фазы 3+4+5 настоящих листьев наблюдается тенденция роста эффективности препарата, по сравнению с обработками в фазы 2+3+4 и 4+5+6 н.л. на всех испытуемых генотипах. Исключение составляют варианты с использованием высоких концентраций >700 мг/л д.в., которые оказывают негативное влияние на скорость развития растений, существенно удлиняя межфазный период от появления всходов до начала цветения женских цветков (рис.2). Так, у всех изучаемых линий: К69, К 647 и К49, даже при однократной обработке высокими концентрациями, растения кабачка вступают в фазу цветения позднее на 10 суток, чем в контроле, а при трехкратной обработке эта фенофаза увеличивается более, чем на 20 суток.

В связи с тем, что по нашим предварительным наблюдениям и литературным данным [1,6,10,11]. Этрел в диапазоне эффективных концентраций, сдерживая цветение мужских цветков, может оказывать и определенное фитотоксическое действие на рост и развитие растений кабачка, что соответственно влияет на успех гибридного семеноводства этой культуры. Для детального изучения этого вопроса, в качестве основного объекта была выбрана наиболее чувствительная к действию Этрела линия К69 – материнский компонент перспек- тивной гибридной комбинации, основной зоной семеноводства которой является Краснодарский край.

Для оценки влияния препарата на рост и развитие растений кабачка, проведены измерения биометрических признаков растений на 51 сутки после всходов (массовое завязывание плодов) и на 68 сутки (начало созревания семенных плодов). Учеты проводились на всех опытных делянках, кроме вариантов с однократной обработкой, которая в условиях

Рис.3. Изменение длины основного побега и массы надземной части на разных стадиях развития растений кабачка в зависимости от концентрации и фазы обработок Этрелом (СЦ «Гавриш», г. Крымск, 2011-2014 годы).

Краснодарского края оказалась малоэффективной для ведения гибридного семеноводства кабачка.

Установлено, что доля влияния изучаемых факторов, таких как «концентрация» и «фаза обработки», на основ- ные количественные признаки различна и зависит от стадии развития семенного растения. Так, увеличение концентрации препарата при трехкратных обработках наибольшее влияние оказывает на такие признаки, как длина основного побега и масса надземной части, при этом тенденция уменьшения этих параметров растений сохранялась вплоть до закладки семенников (рис. 3) и в среднем составляло 5-22% и 10-50% от контроля. Доля влияния «концентрации» на данные признаки составила 5689% и 90-93% соответственно.

Другая пара количественных признаков: средняя длина междоузлий и длина черешка листа в среднем ярусе, на начальных этапах роста, более чувствительны к изменению рабочей концентрации препарата (доля влияния в среднем 82%), но при дальнейшем развитии растений

Рис.4. Изменение количества узлов и средней длины черешка листа на разных стадиях развития растений кабачка в зависимости от концентрации и фазы обработок Этрелом (СЦ «Гавриш», г. Крымск, 2011-2014 годы)).

существенно возрастает доля влияния фактора «фазы обработок» (доля влияния в среднем 65%).

Снижение количественных характеристик признака «длина черешка листа в среднем ярусе» опытных растений на этапе формирования семенников в среднем составило 20% относительно контроля (рис. 4). В то же время, на закладку продуктивных узлов обработка растений разными концентрациями Этрела в начале вегетации практически не влияла, а отмеченная к концу вегетации разни- ца между опытными вариантами в основном была обусловлена стадией развития растений при их первом опрыскивании (рис.4). В данном случае оптимальным сроком начала применения препарата можно считать фазу 3 настоящих листа.

Заключение

Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует, что в условиях Краснодарского края 2-3-х кратное применение Этрела в диапазоне концентраций 350-700 мг/л д.в. эффективно влияет на смещение сексуализации растений кабачка в мужскую сторону, при последовательных обработках на стадиях развития 4+5 н.л. и 3+4+5 н.л. соответственно. Снижение (<250 мг/л д.в.) или повышение (>700 мг/л д.в.) концентрации рабочего раствора препарата приводит к резкому снижению его сдерживающего эффекта на появление мужских цветков на растении, а при использовании высоких концентраций (>700 мг/л д.в.) происходит увеличение периода «всходы – начало цветения женских цветков». Влияние