Влияние природных и синтетических регуляторов роста на растения кукурузы в последействии холодового стресса

Исследовали действие препаратов кинетин и Рибав-экстра на прорастание семян и рост растений кукурузы в условиях оптимальных и пониженных температур. Показано, что предпосевная обработка семян кукурузы исследуемыми регуляторами роста влияла на всхожесть семян, высоту растений и площадь листовой поверхности как при оптимальных, так и низких температурах и зависела от концентрации препаратов. Сравнивали эффективность действия кинетина и Рибав-экстра на ростовые процессы растений кукурузы в последействии низкотемпературного стресса.

Температура как один из внешних факторов влияет на географическое распространение и продуктивность растений, интенсивность и направленность физиологических и биохимических процессов [4]. В настоящее время значительное внимание уделяется разработке и применению регуляторов роста растений нового поколения, обладающих широким спектром физиологической активности, безопасных для человека и окружающей среды. Характерной особенностью этих соединений является их способность оказывать направленное действие на отдельные этапы онтогенеза с целью мобилизации генетических возможностей растительного организма и в итоге повышать продуктивность и качество урожая сельскохозяйственных культур, тем самым усиливая их устойчивость к абиотическим факторам среды и различным заболеваниям [2].

Мы изучили влияние препаратов кинетин и Рибав-экстра на прорастание и ростовые реакции растений кукурузы в последействии холодового стресса. Объектом исследования выступили растения кукурузы гибрида Краснодарский 194МВ [5]. Материалом для исследования служили регулятор роста кинетин (6-Фурфуриламинопурин) и природный препарат Рибав-экстра — 60 %-й спиртовой экстракт продуктов метаболизма микоризных грибов, выделенных из корней женьшеня [6].

В работе использовали предпосевную обработку семян регуляторами роста Рибав-экстра (10-5, 10—6, 10-7 %) и кинетин (10-5, 10“6, 10“7 М) в течение 12 ч. Затем семена промывали водой и высаживали в сосуды с почвой. В ходе вегетационного опыта растения выращивали до фазы 2 — 3 настоящих листьев (возраст проростков И дней) при освещенности 5 000 лк, фотопериоде 14 ч, температуре 22 °C. Затем одну часть проростков охлаждали в холодильной камере при температуре +2 °C в темноте в течение 16 ч, а другую оставляли в оптимальных температурных условиях — 24 — 25 °C. На 3-й день после высаживания семян определяли энергию прорастания, на 7-й день — их всхожесть. Спустя 10 суток после охлаждения определяли ростовые параметры (высота растений и площадь листовой поверхности). В качестве контроля использовали проростки кукурузы без предварительной обработки препаратами [3].

Опыты показали, что высокие концентрации обоих препаратов (10~5 М кинетин и 10"5 % Рибав-экстра) снижали как энергию прорастания, так и всхожесть семян кукурузы по сравнению с необработанными семенами (табл. 1). Наиболее эффективными для прорастания семян оказались концентрации кинетина 10"7 М, Рибав-экстра 10~7 %, когда всхожесть семян превышала значения контроля на 10 и 6 % соответственно. Сравнивая действие выбранных препаратов, можно отметить, что предпосевная обработка семян раствором кинетина оказала более заметное стимулирующее действие на всхожесть семян по сравнению с Рибав-экстра.

В оптимальных температурных условиях высота растений в вариантах с обработкой препаратами была различной (табл. 2). Так, предпосевная обработка семян кукурузы кинетином в концентрации 10“5 М не оказа-

ла значительного влияния на высоту растений. Обработка семян регулятором в более низких концентрациях (10-6 и 10~7 М) приводила к увеличению высоты растений соответственно на 8 и 4 % по сравнению с контрольными особями.

В варианте с обработкой Рибав-экстра в концентрации 10“5 % отмечено незначительное подавление ростовых процессов; различия с контрольными растениями составили в среднем 2 %. Предпосевная обработка семян кукурузы данным препаратом в концентрациях 10“6 и 10"7 % усиливала рост растений в высоту соответственно на 2 и 4 % по сравнению с контролем (табл. 3). Охлаждение растений кукурузы в течение 16 ч при темпе ратуре 2 °C вызывало торможение роста растений. У растений, не обработанных препаратами, наблюдали снижение высоты примерно на 10 % в последействии пониженных температур. Предпосевная обработка семян кукурузы кинетином вызывала менее выраженное торможение роста растений после окончания охлаждения, особенно в концентрации 10"6 и 10‘7 %. В то же время обработка препаратом в концентрации 10-5 % подавляла рост растений кукурузы в последействии охлаждения на 2 % по сравнению с контролем. Та же динамика изменений высоты растений после окончания охлаждения отмечена и для препарата Рибав-экстра.

Табл. 1

Влияние кинетина и Рибав-экстра на прорастание семян кукурузы

Табл. 2

Влияние кинетина на ростовые параметры растений кукурузы в условиях низкотемпературного стресса

Влияние препарата Рибав-экстра на ростовые параметры растений кукурузы в условиях низкотемпературного стресса

При сравнении действия двух препаратов на рост растений кукурузы в последействии охлаждения было замечено, что обработка семян кинетином приводила к более интенсивному последующему росту растений по сравнению с Рибав-экстра. Более низкие концентрации кинетина (10—7 М) и Рибав-экстра (10“7 %) стимулируют развитие площади листьев, а самые высокие из изучаемых концентраций (10—5 М у кинетина и 10“5 % у Рибав-экстра) практически не изменяли величину данного параметра по сравнению с необработанными растениями (см. табл. 2, 3). Так, у растений, обработанных кинетином в концентрациях 10-6 и 10"7 М, при оптимальных температурах наблюдали прирост площади листьев на 9 % по сравнению с контролем. Обработка семян кукурузы препаратом Рибав-экстра в концентрации 10-7% также приводила к увеличению площади листьев па 9 % по сравнению с контрольными растениями. Более высокая концентрация — 10~6% — способствовала возрастанию значения этого параметра па 2 %, концентрация 10"5 % не оказала стимулирующего влияния на площадь листьев.

Охлаждение контрольных растений кукурузы при температуре 2 °C в течение 16 ч подавляло развитие листовой поверхности: площадь листьев уменьшалась па 4 % по сравнению с растениями, выращенными при оптимальной температуре. Обработка растений кинетином в концентрации 10-5 М в еще более сильной степени угнетала развитие ассимиляционной поверхности по сравнению с контрольными растениями. Концентрация кинетина 10-6 М не оказала такого сильного угнетающего действия. Самая низкая концентрация кинетина (10—7 М) оказала стимулирующее действие на прирост листовой поверхности в последействии пониженных температур, в данном варианте опыта площадь листьев увеличивалась на 5 % относительно контроля и достигала значений контрольных растений, выращенных в оптимальных условиях. Препарат Рибав-экстра оказал небольшой стимулирующий эффект на площадь листьев кукурузы только в концентрации НГ7 %. Сравнивая эффективность двух препаратов по приросту листовой поверхности растений кукурузы в условиях низкотемпературного стресса, можно отметить более стимулирующее действие кинетина в концентрации 10“7 %.

Таким образом, предпосевная обработка растений кукурузы препаратами кинетин (НГ7 М) и Рибав-экстра (10~7 %) стимулировала энергию прорастания и всхожесть семян. Высота растений и площадь листовой поверхности увеличивались в условиях оптимальных температур. При действии низких температур кинетин оказал на растения кукурузы протекторное действие, стимулируя развитие листовой поверхности. Исследуемые нами препараты оказывали положительное действие на ростовые реакции растений кукурузы. Кроме того, установлено, что кинетин повышает устойчивость вегетирующих растений к низкотемпературному стрессу.