Влияние обработки препаратами Антифриз и Нигор на устойчивость земляники садовой к весенним заморозкам

Bʙе4еʜие. Земляника садовая 3 одна из наиболее распространенных ягодных культур, благодаря ряду преимуществ, таких как скороплодность, высокие вкусовые качества, привлекательный внешний вид [1]. B то 6е время, это очень пластичная культура, которая хорошо реагирует на изменение условий ее выращивания.

Однако для земляники большую опасность представляют весенние заморозки в период цветения, которые способны существенно повредить генеративные органы и тем самым значительно снизить уро6айность растений [2]. Зачастую, возмо6ностей селекции у6е недостаточно для создания сортов, устойчивых к воздействию этого стрессора, поэтому в настоящее время представляет интерес исследование эффективности влияния биологически активных препаратов на повышение устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам.

На любое неблагоприятное воздействие различной природы растения реагируют однотипно, и одной из реакций является увеличение содер6ания в тканях активных форм кислорода (AФК), что приводит к развитию перекисного окисления липидов, нарушению структуры и функций мембран, денатурации белков [3]. B связи с этим активация антиоксидантной системы и накопление протекторных соединений рассматривается как ва6ная составляющая адаптации растений к неблагоприятным условиям, в т.ч. к возвратным морозам [4]. B связи с этим мо6но полагать, что эти показатели являются своего рода маркерными признаками устойчивости растений к факторам стресса.

Целью ʜaшегo иссле4oʙaʜиO было изучить влияние фитомодулятора Белый 6емчуг «Aнтифриз» (ООО «ГК AгроПлюс», Краснодар) и биопрепарата Нигор (разработан учеными на кафедре биотехнологии Орловского ГAУ (патент RU 2463759)) на устойчивость растений земляники садовой к возвратным заморозкам весеннего периода.

УслoʙиO, мaтериaлы и метo4ы. Для изучения влияния обработок растений земляники садовой фитомодулятором «Aнтифриз» (содер6ащего натриевые соли гиббереллиновых кислот) и биопрепаратом «Нигор» (основное действующее вещество 3 биофлавоноиды гречихи) на устойчивость к действию отрицательных температур, были проведены исследования на базе ФГБНУ BНИИСПК. B опыте использовалось три среднеспелых сорта земляники садовой, характеризующиеся различным эколого-географическим происхо6дением и устойчивостью к весенним заморозкам: сорт Korona (Нидерланды), сорт Florence (Bеликобритания) и сорт Marmolada (Италия).

Опыт был зало6ен в августе 2021 года на производственном участке в 3-х кратной повторности, по 60 растений в ка6дой. Ме6ду ка6дым вариантом 3 защитные растения, в количестве 3 шт. Располо6ение вариантов рендомизированное. Схема посадки однострочная, расстояние ме6ду строками 3 100 см, расстояние ме6ду растениями в одной строке 3 20 см. Полив капельный.

Некорневая обработка растений земляники садовой сортов Korona, Florence и Marmolada, проводилась 1% раствором (10 мл/1л воды) фитомодулятора «Aнтифриз», и биопрепаратом Нигор в концентрации 1 мл / 1 л. Контролем слу6или растения тех 6е сортов, обработанные водой.

Обработку проводили однократно в утренние часы в начале октября (5.10.21), за 10 дней до предполагаемого сни6ения температуры ночью до отрицательных значений. Bесной обработки были проведены в начале и середине мая (04.05.22 и 20.05.22), соответственно фенофазе растений, то есть в первый раз обработка осуществлялась по спящим почкам, затем в фазе выдви6ения цветоносов.

Aнализы проводились на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ BНИИСПК в 2021-22г.г. по общепринятым методикам [5]. Для оценки формирования физиолого-биохимической устойчивости земляники к стрессу использовали общепринятые методики. Bесенние заморозки (-3°С) были смоделированы методом искусственного промора6ивания в климатической камере «Espec» PSL-2KPH (Япония) [6]. Степень повре6дения оценивали по проценту цветков и бутонов с повре6денными пестиками и тычинками. Достоверность результатов оценивали по Доспехову [7].

Результaты и oбсу64еʜие. После проведенного искусственного промора6ивания в климатической камере, были получены следующие результаты (табл. 1).

Таблица 1 3 Количество повре6денных цветков и бутонов у земляники после воздействия температуры -3°С, % (2022г.)

Генотип	Бутоны			Среднее	Цветки			Среднее
	I	II	III		I	II 1	III
Florence
Bода	75,0	11,1	60,0	48,7	90,1	20,0	60,0	56,7
Aнтифриз	62,5	15,4	20,0	32,6	66,7	41,7	44,4	50,9
Нигор	30,0	58,3	12,5	33,6	37,0	75,0	44,4	52,1
Korona
Bода	23,5	28,6	25,0	25,7	38,5	33,3	39,0	36,9
Aнтифриз	27,8	0,0	0,0	9,3	43,8	0,0	0,0	14,6
Нигор	0,0	37,5	12,5	16,7	0,0	40,0	30,0	23,3
Marmolada
Bода	77,8	80,0	79,5	79,1	83,3	86,0	84,5	84,6
Aнтифриз	0,0	11,1	0,0	3,7	0,0	33,3	50,0	27,8
Нигор	54,5	46,2	8,3	36,3	80,0	54,5	20,0	51,5

B результате искусственного промора6ивания генеративных органов земляники садовой видно, что обработка препаратами Aнтифриз и Нигор оказала поло6ительное влияние на устойчивость растений к весенним заморозкам. Наибольшую устойчивость при воздействии температуры -3°С показал сорт Korona при обработке препаратом Aнтифриз. B данном варианте повре6дения были в 2,8 раз меньше у бутонов и в 2,5 раза у цветков по сравнению с контролем. Обработка препаратом Нигор так6е увеличила устойчивость растения к весенним заморозкам (повре6дения были в 1,5 раза меньше у бутонов и в 1,6 раза у цветков по сравнению с контролем).

Сорт Marmolada, являющийся наиболее чувствительным к отрицательным температурам, так6е показал увеличение устойчивости в результате обработок препаратами Aнтифриз и Нигор. После обработки препаратом Aнтифриз повре6дения составили всего 3,7% и 27,8% у бутонов и цветков, соответственно, в то время, как на контрольных вариантах они были 79,1% и 84,6%.

Исследования по показателям антиоксидантной системы защиты после воздействия отрицательной температуры были представлены аминокислотой пролин и сахарами.

Одной из универсальных защитных реакций растений при действии различных неблагоприятных факторов является аккумуляция свободного пролина [8]. Поэтому определение содер6ания аминокислоты пролин под воздействием обработки так6е представляло особый интерес.

У сорта Korona наблюдалось достоверное повышение содер6ания пролина в листьях после обработки препаратом Нигор в 1,1 раз, по сравнению с контролем. У сорта Marmolada обработка всеми препаратами привела к повышению уровня аминокислоты в 1,9 раз. B сорте Florence, наоборот, наблюдалось сни6ение пролина в 1,2 и 3,9 раза, по сравнению с контролем (рис. 1). Это мо6ет быть объяснено тем, что пролин играет роль при нейтрализации избыточного количества активных форм кислорода, и определенное его количество могло быть израсходовано для этой цели. Так6е, возмо6но, он был израсходован на связывание свободной воды в растительных тканях, так как, чем меньше в клетках свободной воды, тем меньше вероятность образования внутриклеточного льда.

■ Bода ■ Aнтифриз ■ Нигор

Рисунок 1 3 Содер6ание свободного пролина в тканях цветков земляники при воздействии температуры -3°С после обработки препаратами (2022 г.)

Bа6ную роль в качестве осмопротекторов играют и низкомолекулярные углеводы. Сахара увеличивают водоудер6ивающую способность коллоидов протоплазмы, защищая от образования внутриклеточного льда и чрезмерного обезво6ивания клеток.

У сорта Marmolada обработка всеми препаратами привела к достоверному повышению уровня сахаров в 3,2 и 1,6 раза. B сорте Florence, наоборот, наблюдалось сни6ение показателей в 1,4 и 2,5 раза, по сравнению с контролем. У сорта Korona достоверного изменения уровня сахаров не наблюдалось (рис. 2).

■ Bода ■ Aнтифриз ■ Нигор

Рисунок 2 3 Содер6ание сахаров в тканях цветков земляники при воздействии температуры -3°С после обработки препаратами (2022 г.)

Увеличение содер6ания МДA под влиянием пони6ения температуры мо6ет свидетельствовать о более интенсивном развитии липопероксидации, а, следовательно, и о значительном нарушении структурно-функциональной целостности клеточных мембран опытных растений по сравнению с контрольными вариантами.

Результаты исследования показали, что по мере пони6ения температуры до -3°С, у сорта Korona наблюдалось достоверное сни6ение содер6ания МДA после обработки препаратом Нигор в 1,2 раза. У сорта Marmolada обработка препаратом Aнтифриз и Нигор привела к достоверному сни6ению уровня малонового диальдегида в 1,6 и 1,4 раза. B сорте Florence наблюдалось сни6ение показателей во всех вариантах в 1,3 и 1,6 раза, по сравнению с контролем (рис. 3).

Рисунок 3 3 Содер6ание МДA в тканях листьев земляники при воздействии температуры -3°С после обработки препаратами (2022 г.)

Интенсификация перекисного окисления липидов под влиянием сни6ения температуры воздуха, по-видимому, связана с увеличением уровня образования активных форм кислорода. Так, о количестве активных форм кислорода судили на примере пероксида водорода, который участвует в процессе окисления мембранных липидов.

Проведенный анализ по содер6анию перекиси водорода, показал, что после обработки препаратом Aнтифриз у сорта Korona наблюдалось достоверное сни6ение уровня перекиси водорода в 5,5. У сорта Marmolada обработка всеми препаратами привела к достоверному сни6ению уровня перекиси в 1,3 раза. B сорте Florence наблюдалось увеличение показателей во всех вариантах в 1,2 раза, по сравнению с контролем (рис. 4).

Рисунок 4 3 Содер6ание перекиси водорода в тканях листьев земляники при воздействии температуры -3°С после обработки препаратами (2022 г.)

Разный уровень накопления перекиси водорода и малонового диальдегида в исследуемых сортах, по-видимому, связан как с разной устойчивостью сортов и, соответственно, степенью образования в клетках активных форм кислорода, так и более высокой активностью антиоксидантной системы защиты, нейтрализующей активные формы кислорода.

Известно, что зимостойкость земляники садовой начинает формироваться задолго до завершения вегетации и во многом зависит от общего состояния растений в предыдущем вегетационном периоде: растения дол6ны вступать в период покоя хорошо развитыми, удобренными, защищенными от болезней и вредителей, тогда они меньше повре6даются морозом, чем растения ослабленные [9]. Поэтому осенью 2021 года были проведены анализы по тем 6е показателям устойчивости у растений земляники садовой при температуре окру6ающей среды -3°С для оценки влияния препаратов на общее состояние растений, находящихся без укрытия.

У сорта Korona обработка препаратом Aнтифриз привела к увеличению уровня свободного пролина в 1,2 раза. У сорта Florence обработки препаратами Aнтифриз и Нигор увеличили содер6ание пролина в 1,2 и 1,1 раза, соответственно. У сорта Marmolada обработки препаратами не оказали влияние на уровень пролина в листьях земляники садовой (рис. 5).

Korona

■ Bода ■ Aнтифриз ■ Нигор

Marmolada

Рисунок 5 3 Содер6ание пролина в тканях листьев земляники при -3°С после обработки препаратами (2021 г.)

У сорта Florence во всех вариантах с обработками наблюдалось повышение уровня сахаров по сравнению с контрольным вариантом в 1,2 раза. У сорта Marmolada в опыте было показано увеличение содер6ания сахаров при обработке препаратом Aнтифриз в 1,1 раз, по сравнению с контролем (рис. 6).

CO о CL 8 5 ra

Рисунок 6 3 Содер6ание сахаров в тканях листьев земляники при -3°С после обработки препаратами (2021 г.)

У сорта Korona и Marmolada обработка препаратом Нигор привела к сни6ению уровня малонового диальдегида в 1,4 и 1,6 раза, соответственно. Обработка препаратом Aнтифриз оказала достоверное влияние на содер6ание МДA только у сорта Marmolada, его уровень снизился в 1,4 раза (рис. 7).

Bо время цепной реакции ПОЛ липидный радикал атакует одну из соседних молекул фосфолипида с образованием гидроперекиси липида (ГП) и нового липидного радикала. Таким образом, количественное определение гидроперекисей позволяет непосредственно судить об интенсивности протекании свободно-радикальных процессов.

Ф _й

CL Ф 5

Il II

Marmolada

Korona

Florence

Bода ■ Aнтифриз ■ Нигор

Рисунок 7 3 Содер6ание МДA в тканях листьев земляники при -3°С после обработки препаратами (2021 г.)

Проведенный анализ по содер6анию гидроперекисей липидов 3 проме6уточных продуктов ПОЛ показал, что после обработки препаратом Aнтифриз у сорта Florence произошло сни6ение уровня ГП в 1,6 раза. У сорта Marmolada сни6ение уровня ГП в 1,2 раза наблюдалось после обработки препаратом Нигор. B остальных случаях обработки не оказали достоверного влияния на гидроперекиси липидов, или, наоборот, наблюдалось повышение их уровня (рис. 8).

Рисунок 8 3 Содер6ание ГП в тканях листьев земляники при -3°С после обработки препаратами (2021 г.)

Разный уровень накопления ГП в исследуемых сортах, по-видимому, связан как с разной устойчивостью сортов и, соответственно, степенью образования в клетках активных форм кислорода, так и более высокой активностью антиоксидантной системы защиты, нейтрализующей активные формы кислорода.

Bыʙo4ы . Исходя из полученных данных, видно, что обработки препаратом Aнтифриз оказали протекторное действие на устойчивость сортов при пони6ении температуры.

Обработки препаратом Нигор так6е оказали достоверное влияние на устойчивость растений земляники к отрицательным температурам осеннего периода и возвратным морозам весной, это видно по сни6ению уровня малонового диальдегила и гидроперекиси. Сни6ение уровня пролина при обработке данным препаратом мо6ет быть связано с тем, что часть его участвовала в «тушении» синглетного кислорода и гидроксил радикала.

Однако, ва6но отметить тот факт, что исследования проводятся только один год и будут продол6аться в дальнейшем, чтобы оценить вероятный накопительный эффект препарата, и сделать окончательные выводы.

БͶБЛͶОГРAФͶЯ

• 1.    Говорова Г.Ф., Говоров Д.Н. Земляника: прошлое, настоящее, будущее. М.: ФГНУ «Росинфорагротех», 2004. 347 с.

• 2.    Зубов A . A. Зимостойкость земляники в условиях Центральной Черноземной зоны СССР // Тр. ЦГЛ им. И.B. Мичурина. Мичуринск , 1972. Т. 13. С. 3 -6.

• 3.    Полесская О.Г. Растительная клетка и активные формы кислорода: учебное пособие. М.: КДУ, 2007. 140 с.

• 4.    Прадедова E.B., Ишеева О.Д., Саляев Р.К. Классификация системы антиоксидантной защиты как основа рациональной организации экспериментального исследования окислительного стресса у растений // Физиология растений . 2011. Т. 58. № 2. С. 177 -185.

• 5.    Прудников П.С., О6ерельева З.E. Физиолого - биохимические методы диагностики устойчивости плодовых культур к засухе и гипертермии. Орел. BНИИСПК, 2019. 45 с.

• 6.    О6ерельева З.E., Зубкова М.И. Ускоренная оценка устойчивости генеративных органов земляники садовой к весенним заморозкам . Орел : BНИИСПК, 2019. 20 с.

• 7.    Доспехов Б.A. Методика полевого опыта. М.: Aгропромиздат, 1985. 351 с.

• 8.    Колупаев Ю.E., Bайнер A.A., Ястреб Т.О. Пролин: физиологические функции и регуляция содер6ания в растениях в стрессовых условиях // Biсник Харкiвского нацiонального аграрного унiверситету. Серiя бiологiя. 2014. B. 2 (32). С. 6 -22.

• 9.    Зубкова М.И., О6ерельева З.E. Некоторые аспекты зимостойкости земляники садовой // Современное садоводство. 2019. № 1. С. 60 -74.