Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие регуляторов роста на прорастание клубней картофеля и стахиса и их устойчивость к болезням при хранении

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Действие регуляторов роста на прорастание клубней картофеля и стахиса и их устойчивость к болезням при хранении"

Р Г Б ОД

1 3 ¡ЦДЙ 1325 ...................На правах рукописи

КАРСУНКИНА Наталья Петровна

ДЕЙСТВИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА ПРОРАСТАНИЕ КЛУБНЕЙ КАРТОФЕЛЯ И СТАХИСА И ИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ ПРИ ХРАНЕНИИ

03.00.12 — физиология растении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Л10СКВА 1996

Работа выполнена в лаборатории регуляторов роста и развития сельскохозяйственных растений Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН В. С. Шевелуха.

Научный консультант—кандидат -биологических наук, старший научный сотрудник Л. С. Сухова.

Официальные оппоненты: доктор биологических маук, профессор Н. И. Якушкина; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник П. В. Власов.

Ведущее учреждение — Всероссийский институт картофельного хозяйства.

Защита состоится . 1996 г. в ~?У. час.

•на заседании специализированного совета Д. 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 49, ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан Г-^/ь^Л^ . 'т &?. .

Ученый секретарь специализированного сов~~"

кандидат биологических

Лосева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы в Российской Федерации урожайность картофеля осталась на прежнем уровне, а качество и сохранность продукции ухудшились (Писарев, Филиппова, 1993). Поэтому исследования, направленные на повышение урожайности, улучшение качества картофеля и снижение его потерь при хранении, весьма важны. Серьезным источником потерь картофеля при длительном хранении является прорастание клубней, что сокращает потребление картофеля, ухудшает пищевые и технологические качества. В современных условиях с помощью регуляторов роста можно повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить качество продукции. Однако регуляторы роста не всегда обеспечивают устойчивость растений к болезням. Поэтому необходимо было выявить такие регуляторы роста, которые одновременно позволили бы повысить урожайность картофеля и снизить его потери от преждевременного прорастания и поражения болезнями при длительном хранении. Постановка такого рода исследований актуальна не только для картофеля, но и для такой пока еще редкой и нетрадиционной для выращивания культуры как стахис. Синтез химических регуляторов роста нового поколения дает возможность выбора наиболее эффективных из них для управления физиологическими процессами у пастений. В частности, появление таких регуляторов роста как фузикокцин, эпибрассинолид, крезацин и мивал открывает новые перспективы для сохранения уроыя картофеля и стахиса без потерь. Так, высокая биологическая активность этих классов природных и синтетических регуляторов роста продемонстрирована уже многими исследователями (Дьяков, 1986; Муромцев и др., 19S7; Adam et al., 1986; Arteca et al., 1986). Вместе с тем, характер действия этих регуляторов роста на урожайность картофеля и стахиса, прорастание клубней и их устойчивость к болезням при хранении практически не изучены.

Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы состояла в том, чтобы среди новых синтетических регуляторов роста найти эффективные соединения для предупреждения прорастания клубней картофеля и стахиса при хранении и сокращения потерь от болезней. В связи с этим были постазлены следующие задачи:

1) испытать новые регуляторы роста - фузикокцин, эпибрассинолид, крезацин и мивал - с целью повышения урожайности картофеля и стахиса;

2) изучить Блияние регуляторов роста на прорастание и устойчивость клубней при хранении;

3) выявить действие этих регуляторов роста на содержание фитогормонов клубней картофеля и стахиса.

Научная новизна. Впервые изучено влияние фузикокцина, эпибрассинолида, крезацина и мивала на урожайность и качество клубней картофеля в процессе хра-нения.;УстановЛени, что изученные регуляторы роста усиливали клубнеобразование картофеля.(Впервые;показано,-что фузикокцин, эпибрассинолид, крезацин и мивал подавляют прррастание.клубней,^повышают устойчивость картофеля к фитопато-

генным микроорганизмам при длительном хранении. Интенсивность выделения этилена и содержание АБ1С в тканях повышается как при обработке клубней перед хранением, так и при обработке растений регуляторами роста. Впервые показано, что под действием крезацина в тканях клубней картофеля снижается содержание гиб-береллинов, ауксинов и цитокининоз. Установлено, что более высокая устойчивость -обработанных клубней к фитопатогенным микроорганизмам связана со способностью их тканей усиливать синтез фитоалексина ришитин.

Впервые показано, что обработка крезацином повышает урожайность стахи-са, уменьшает прорастание клубней и повышает их устойчивость к фитопатогенам при хранении. Исследовано содержание фитогормонов в тканях стахиса и установлено, что обработка крезацином повышает содержание абсцизовой кислоты, цито-кининов и интенсивность выделения этилена тканями клубней стахиса и снижает содержание гиббереллинов и ауксиноэ.

Практическая ценность. Полученные результаты позволяют рекомендовать исследованные регуляторы роста для включения в технологии выращивания картофеля и стахиса и для разработки способов сокращения потерь при хранении.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены в докладах на IV Всесоюзной конференции "Биологическая активность соединений кремния, германия и олова" (Иркутск, 1990), II съезде ВОФР (Минск, 1992), II конференции "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 1993), Международном симпозиуме "Физиология АБК" (Пущино, 1993), III Международной конференции "Регуляторы роста и развития растений" (Москва, 1995), I Международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования" (Пущино, 1995), научных конференциях МСХА (1994-1995 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них - 2 авторских свидетельства на изобретение.

Объем работы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, состоит из введения, обзора литературы (3 главы), экспериментальной части (4 главы), заключения, выводов, списка использованной литературы, включающего 18G источников, в том числе 58 работ иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований служили: картофель сорта Невский и стахис сорта Ракушка.' Исследования проводили путем постановки полевых и лабораторных опытов в 1988-1995 гг. Полевые опыты с картофелем проводили в учхозе "Михайловское" Московской области в 1988-1991 гг.', со стахисом - на полях Всероссийского НИИ селекции и семеноводства овощных культур в 1993-1994 гг. Повтор-ность - 4-кратная, размещение делянок рендомизированное, площадь - 25 и 15 м^ соответственно. Учет урожая проводили весовым методом. В исследованиях были использованы такие регуляторы роста, как: 2-хлорэтилфосфоновая кислота

(2-ХЭФК), крезацин, мивал; фузикокцин и эпибрассинолид-694, В полевых опытах с картофелем применяли два способа обработки-физиологически активными веществами: крезацином, мивалом, фузикокцином, эпибрассинолидом-694 обрабатывали клубни перед посадкой (расход рабочего раствора 30 л/т) и растения в фазу бутонизации (расход рабочего раствора 400 л/га). В полевых опытах со стахисом обрабатывали растения в фазу бутонизации крезацином и 2-ХЭФК за две недели до уборки. Используемые в исследованиях кпуони картофеля и стахиса хранили после уборки в течение девяти месяцев в хранилище при температуре 2-4°С и относительной влажности воздуха 85-90% (Гусев, Метлицкий, 1S82; Кононков и др., 1992).

Полевую устойчивость листьев в период вегетации и клубней картофеля после уборки и з конце хранения к грибным болезням - фитофторозу - определяли по методикам НИИ картофэльного хозяйства (НИИКХ) (Методические указания по оценке селекционного материала картофеля на устойчивость к фитофторозу, ризок-тониозу, к бактериальным болезням и механическим повреждениям, 1930).

Сухое вещество в клубнях определяли путем высушивания навески до постоянного веса; крахмал - поляриметрическим методом по Эверсу, аскорбиновую кислоту - по И.Мурри; основные элементы питания - из одной навески, причем азот общий - феноловым методом по В.Н.Кудеярову, фосфор - по Дениже, калий - на пламенном фотометре. Хлорофилл г, листьях картофеля определяли спектрофотомет-рическим методом (Практикум по физиологии растений, 1982).

В лабораторных опытах регуляторами роста обрабатывали клубни перед закладкой на хранение. В течение всего периода хранения проводили учет клубней: проросших и пораженных естественными болезнями (Методика проведения исследований по хранению картофеля, 1974) и при искусственном заражении (Метлицкий и др., 1982).

Для определения фитоапексинов в тканях клубней картофеля использовали метод "капельных диффузатов" (Озерецковская и др., 1975). Определение содержания гиббереллинов проводили по методу Frankland и Wareing (1960); ауксинов и ци-токининов -методом ИФА (Mertens, 1983); АБК - методом ГЖХ (Müborrow, 1967; Караваева с сотр.. 1979)и ИФА; этилен - методом газовой хроматографии (Ракитин, Ракитин, 1979; Hurteretal., 1978).

Математическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние регуляторов роста на урожай, содержание хлорофилла в листьях, качество клубней

Обработка фузикокцином (табл. 1) повышала урожайность картофеля при опрыскивании растений, наиболее эффективной была доза препарата 0,68 мг/л (в федмем 130,3% к контролю). Обработка растений способствовала некоторому уве-

личению количества клубней. Обработка клубней перед посадкой была в целом неэффективной. При обработке клубней эпибрассинолидом прибавка урожая была несущественной. Опрыскивание растений увеличивало урожай клубней на 8,7-12,2% в зависимости от применяемой дозы. Увеличение количества клубней отмечено при опрыскивании растений в дозе 0,01 мг/л и обработке клубней в дозе 0,1 мг/л.

Таблица 1

Влияние обработок фузикокцином и эпибрассинолидом на урожай

Препарат, Способ Урожайность, ц/га Среднее к-во

доза обработки 1988 г. 1989 г. 1990 г. стандарт, клуб-

ней/ куст, шт.

Контроль

Фузикокцин, 0,68 мг/л Фузикокцин, 6,8 мг/л

Фузикокцин, 0,68 мг/л Фузикскцин, 6,8 мг/л Эайбрассинолид-694, 0,1 мг/л

Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л

Эпибрассинолид-694, 0,1 мг/л

без обработки 274,2 264.6 282,0

% к контролю

клубни перед 102,5 84,-1 87,0 посадкой

клубни перед 102,5 96,0 126,7* посадкой растения растения

126,8* 129,5* 134,7* 95,4 124,3* 134,3*

клубни перед 102,8 105,0 посадкой

растения растения

96,0 121,4* 109,7 114,8*

6,6

6.7

7,0

7,2 7,6

7.8

7,2 6,6

* различия достоверны при 95%-ном уровне значимости Данные по урожайности при обработке фузикокцином и брассинолидом говорят о том, что способ обработки - опрыскивание растений - эффективнее, чем обработка клубней. Однако следует отметить зависимость эффективности действия этих препаратов от метеоусловий, складывающихся во время вегетации растений.

Проведенные исследования показали высокую эффективность применения крезацина и мизала на картофеле как при обработке клубней перед посадкой, так и при опрыскивании растений. Наиболее заметное действие регуляторов роста проявилось при опрыскивании растений, что говорит о комплексном действии препаратов (табл. 2). •

Заслуживает внимания тот факт, что прибавка урожая была положительно связана, со стимуляцией двух процессов: клубнеобразования и роста клубней. При обработке крезацином и мивалом увеличивалось количество клубней на растении на 15-30% и 15-45% в зависимости от доз препаратов и способов обработки. Опрыскивание растений стимулировало этот процесс в большей степени. Обработка кре-

зацином и мивалом оказала действие на качественный состав клубней: снижалась доля мелких клубней и увеличивалась доля крупных.

Таблица 2

Препарат, Способ Урожайность, ц/га

доза обработки 1983 г. 1989 г. 1990 г. | 1991 г.

Контроль без обработки 274,2 264,6 282,0 265,5

% к контролю

Крезацин, 40 мг/л клубни перед посадкой 110,8 115,1* 113,0 115,2*

Крезацин, 60 мг/л клубни перед посадкой - 114,5*' 114,7* 115,6*

Крезацин, 40 мг/л растения - 127,0* 116,7* 122,4*

Крезацин, 60 мг/л растения 115,1* 116,3* 118,0* 117,0*

Мивал, 100 мг/л клубни перед посадкой 105,0 105,8 106,4 103,0

Мивал, 1000 мг/л клубни перед посадкой 107,4 118,0* 116,7* 115,8*

Мивал, 100 мг/л растения - 118,1* 120,2* 122,0*

Мивал, 1000 мг/л растения 112,0 114,3' 120,0* -

•различия достоверны при 95%-ном уровне значимости Обработка крезацином положительно сказалась и на урожае клубней стахиса. Наибольший эффект получен в вариантах с дозой препарата 10-50 мг/л (табл. 3). При обработке препаратом 2-Х? Ж отмечена тенденция к снижению урожая с увеличением концентрации этого ре.улятора роста.

Таблица 3

Влияние обработок регуляторами роста на урожай клубней стахиса __(среднее за 1993-1994 гг.)_

Варианты

Урожайность

опыта г/куст %

Контроль, без обработки 100 100

Крезацин, 10 мг/л, в фазу бутонизации 129* 129

Крезацин, 50 мг/л, в фазу бутонизации 134* 134

Крезацин, 100 мг/л, в фазу бутонизации 115* 115

2-ХЭФК, 0,05%, за 2 недели до уборки 93 93

2-ХЭФК, 0,25%, за 2 недели до уборки 93 93

2-ХЭФК, 0,5%, за 2 недели до уборки 79 79

* различия достоверны при 95%-ном уровне значимости • Определение фотосинтезирующих пигментов показало, что под влиянием крезацина, мивала и фузикокцина возрастает количество хлорофилла. Повышению содержания хлорофилла способствовали оба способа обработки картофеля - клубней перед посадкой и вегетирующих растений, однако, .обработка растений оказала (большее влияние на повышение содержания пигментов, способствуя более длительному "рабочему состоянию листа" в.конце.вегетационного периода, а следова-

тельно, сохранению большего фотосинтетического потенциала растений на завершающем стапе вегетации (Архангельский, 1995).

Обработка всеми изучаемыми регуляторами роста не сказалась на накоплении в клубнях сухого вещества и крахмала, однако способствовала увеличению содержания в клубнях витамина С и более медленной потере этсго соединения в процессе хранения, что особенно важно. На содержание в клубнях таких элементов питания как азот, фосфор, калий обработка регуляторами роста не оказала влияния.

Влияние регуляторов роста на полевую устойчивость ботвы и клубней

Обработка всеми регуляторами роста способствовала увеличению устойчивости ботвы (табл. 4). При этом были эффективны оба способа обработки картофеля: как клубней, так и растений. В течение срока определения показателей устойчи- • вости - двух недель - она не только не снижалась, сохраняясь, но и Повышалась с 6 до 7-8,5 баллов при обработке клубней мивалом (100 и 1000 мг/мл), крезацином (40 и 60 мг/л) и при обработке растений фузикокцином (0,68 и 6,8 мг/л), крезацином (40 и 60 мг/л), брассинолидом (0,01 мг/л). Известно, что полевая устойчивость ботвы не всегда коррелирует с устойчивостью клубней (Попкова, 1972: Дорожкин и др., 1976). Как правило, чаще встречаются сорта с более устойчивой ботвой. Определение устойчивости клубней с целью оценки последействия обработки препаратами показало их общую высокую устойчивость во всех вариантах обработки регуляторами кз!< в начале, так и в конце хранения. Контрольные клубни были сильно поражены фитофторозом.

Влияние регуляторов роста на прорастание и устойчивость клубней к .болезням при хранении

Обработка фузикокцином (табл. 5) растений в фазу бутонизации подавляет прорастание клубней в среднем в 22,6 раза, Обработка клубней фузикокцином перед закладкой на хранение также подавляет их прорастание, уменьшая длину рост-кос от 8,5 до 34 раз в зависимости от применяемой дозы. Обработка фузикокцином растений картофеля и клубней перед закладкой на хранение снижает и количество заболевших клубней в 2.6-8,6 раза в зависимости от способа обработки и естественную убыль массы клубней в 1,7-2 раза, хранившихся в течение 8 месяцев.

Клубни, обработанные фузикокцином перед закладкой на хранение, меньше поражаются фитопатогенными грибами при искусственном заражении (табл. 6). Че--рез восемь месяцев после обработки поражаемость грибами ниже в 6-8 раз по сравнению с контролем.

При обработке препаратом растений клубни также меньше поражаются фитопатогенными грибами при искусственном заражении. Эффект фузикокцина имеет пролонгированный характер и проявляется спустя 4-7 месяцев после обработки.

Обработка растений 'эпибрассинолидом (табл.7) подавляла Прорастание клубней в 34 раза. У обработанных препаратом перед закладкой на хранение клуб-

ней длина ростков была в 3,5-22,7 раза меньше в зависимости от применяемой дозы препарата. Обработка растений картофеля в фазу бутонизации и клубней перед закладкой на хранение снижала количество заболевших клубней в 3,7-12 раз при хранении в течение длительного времени.

Таблица 4 I роста

Варианты Устойчивость ботвы в баллах

опыта Первый срок Второй срок Третий срок

заражения заражения заражения

Контроль (вода) 5,0* С 5,0 С 4,8 С

Фузикокцин, 0,68 мг/л" 7,0 В 7,0 В 7,0 В

Фузикокиин, 6,8 мг/л" 6,8 В 7,0 В 7,0 В

Эпибрассинолид-694, 0,1 мг/л" 7,5 OB 8,0 OB 8,0 OB

Крезацин, 40 мг/л" 6,2 В 7.0 В 8,3 OB

Креззцин, 60 мг/л" 6.5 В 7,1 OB 7,3 OB

Мивал, 100 мг/л" 6,2 В 8,0 OB 8,6 OB

Мивал, 1000 мг/л" 7,0 В 8,5 OB 8,6 OB •

Фузикокцин, 0,68 мг/л*" 5,5 ЗС 7,0 В 6,8 В

Фузикокцин, 6,8 мг/л'" 6,0 ВС 6,6 В 7,0 В.

Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л"* 6,8 В 7,9 0В 8,5 OB

Крезацин, 40 мг/л*" 5,9 ВС 7,3 OB 7,7 OB

Крезацин, 60 мг/л"* 5,7 ВС 7,0 В 8,0 OB

Мивал, 100 мг/л*" 7,4 03 7,5 ОЕ 6,3 В

Мивал, 1000 мг/л*" 6,8 В 7,3 OB 6,6 В

* 3,1-4 - низкая устойчивость (Н); 4 ,1-5 - средняя (С); 5,1-6 - выше средней (ВС); 6,1-7 - высокая (В); более 7,1 баллов - очень высокая (ОВ);

** обработка клубней перед посадкой; "** обработка растений '

Таблица 5

Влияние обработок фузикокцином на прорастание клубней картофеля, их поражае-мость болезнями и естественную убыпь массы через восемо месяцев хранения

Варианты опыта

Средняя длина ростков, см

Количество пора- | Естественная женных клубней, % | убыль массы, %

Контроль (вода) 6,8 Фузикокцин, 0,68 мг/л* 0,3 Фузикокцин, 6,8 мг/л,* 0,3 Фузикокцин, 0,68 мг/л" 0,8 Фузикокцин, 6,8 мг/л" 0,6 Фузикокцин, 68.0 мг/л"_0,2

6,0 1,2 1,0 1,3 0,9 0,7

6,8 4,0 4,0 3,6 3,4 3,4

"лбработка растений; " обработка клубней перед закладкой на хранение

Обработка эпибрассинолидом растений в фазу бутонизации и клубней перед хранением повышает устойчивость клубней к поражению фитопатогенными грибами (табл. 8).

.Таблица 6

Влияние обработок фузикокцином на порэжаем'ость клубней картофеля фитопатогенными фибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты январь март май

опыта P. infest. F.sulf. P. infest. F.sulf. P. infest. F.sulf.

Контроль(вода) 1.42 1.54 1,60 1,80 2,0 2,4

Фузикокцин, 0,68 мг/л* 0,65' нет заражения

Фузикокцин, 6,8 мг/л* 0,80 нет заражения

Фузикокции, 0,68 мг/л" 0,80 0,7 ' 0,7 0,3 0,2 0,3

Фузикокцин, 6,8 мг/л" 0,7 1.0 0,5 0.4 0.2 0,4

Фузикокцин, 68 мг/л" 0,5 0,8 0,4 0,5 0,3 0,4

* обработка растений; " обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 7

Влияние обработок элибрассинолидом-694 на прорастание клубней и их поражае-_мость болезнями через восемь месяцев хранения__

Варианты опыта

Средняя длина ростков, см

Количество пораженных клубней, %

Контроль (вода) Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л* Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л** Эпибрассинолид-694, 0,001 мг/л" Эпибрассинолид-Б94, 0,0001 мг/л*'

6,8 0,2 0,3 0,5

0,8

6,0 1,2 1,6 1,4

1,0

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение Мивал снижает длину ростков клубней по сравнению с контролем в 2-2,5 раза в зависимости от дозы препарата при обработке растений и в 7-10 раз при обработке клубней перед закладкой на хранение (табл. 9). Обработка клубней была эффективнее. При этом чем больше была доза препарата при обработке, тем был выше эффект. Количество заболевших клубней снижалось в 4-10 раз. Обработка мивалом не вызывала увеличения естественной убыли массы клубней при длительном хранении, а даже наоборот, уменьшала этот показатель в среднем в 1,7 раза.

При обработке мивалом растений и клубней перед закладкой на хранение повышается устойчивость клубней к фитопатогенным грибам (табл. 10). При обработке клубней перед хранением спустя пять месяцев клубни приобретают высокую устойчивость к поражению фитопатогенами.

Таблица 8

Влияние обработок эпибрассинолидом-694 на поражаемость клубней картофеля фитопатогенными грибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты январь март май

опыта P.infest. F.suif. P.lntest. F.suif. P.infest. F.suif

Контроль (вода) 1,22 1,54 1,60 1,80 2,0 2,4

Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л* 1,2 1,5 0,61 0,85 0,55 0,80

Эпибрассинолид-694, 0,78 0,70 0,60 0,60 0,45 0,70

0,01 мг/л"

Эпибрассинолид-694, 0,90 0,85 0,7 0,7 0,60 0,50

0,001 мг/л"

Эпибрассинолид-694, 1,0 0,6 0,7 0,5 0,5 0,4

0,0001 мг/л '

* обработка растений; " обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 9

Влияние обработок мивалом на прорастание клубней картофеля, их поражаемость _болезнями и естественную убыль массы через восемь месяцев хранения

Варианты опыта

Сг?дняя длина •"OCTKOB, см

Количество пораженных клубней, %

Естественная убыг.ь массы %

Кйнтроль (вода) Мивал, 100 мг/л* Мивал, 1000 мг/л* Мивал, 100 мг/л** Мивал, 1000 мг/л**

7,2 2,8 2,4 1,0 0,7

8,0 1,2 0,8 1,8 1,0

6,8 3,9 3,8

3.7

3.8

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 10

' Влияние обработок мивалом на поражаемость клубней картофеля фитопатогенными грибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты опыта янваоь j март май

Р. infest. F. sulf. Р. infest. ! F sulf. Р. infest. | F. sulf.

Контроль (вода) 1,22 1,54 1,8 2,0 2,2 2,4

Мивал, 100 мг/л* 1,3 1,3 0,8 0,7 0,5 0,6

Мивал, 1000 мг/л* 1,0 1,2 0,5 0,5 0,4 0,6

Мивал, 100 мг/'л" 0,8 0,6 нет заражения

Мивал, 1000 мг/л" 0,5 0,4 нет заражения

'.обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение Обработка растений картофеля и клубней перед закладкой на хранение кре-зацином лодавляла прорастание клубней в 3,6-6 раз и 9-12 раз в зависимости от ис-

'пользуемой дозы и способа обработки (табл. 11). Обработка препаратом уменьшала и количество заболевших клубней в процессе хранения в 4-8 раз при обработке растений и в 3,2-5,3 раз при обработке клубней. При этом также проявился концентрационный эффект: при более высокой дозе препарата - 60 мг/л - он был сильнее. Обработка препаратом не увеличивала естественную убыль массы клубней при хранении.

Таблица 11

Влияние обработки крезацином на прорастание клубней, их поражаемость болезня-_ми и естественную убыль массы через восемь месяцев хранения_

Варианты опыта

Средняя длина ростков, см

Количество пораженных клубней %

Естественная убыль массы %

Контроль (вода) Крезацин, 40 мг/л* Крезацин, 60 мг/л* Крезацин, 40 мг/л** Крезацин, 60 мг/л**'

7,2 2,0 1,2 0,8 0,6

8,0 2,0 .1,0 2,5 1,5

6,3 4,1 4,5 4,5 4,7

* обработка растений; '* обработка клубней перед закладкой на хранение При искусственном заражении клубней, обработанных крезацином перед хранением или полученных с обработанных крезацином растений, их устойчивость повышается (табл. 12). Эффект крезацина при обработке клубней имеет пролонгированный характер и через 5-7 месяцев после обработки клубни приобретают высокую устойчивость к действию ф.попатогенов. При обработке непосредственно клубней она приобретабтся несколько раньше. Следует отметить и видимую зависимость: доза препарата - эффект.

Таблица 12

Влияние обработок крезацином на поражаемость клубней картофеля фитолатоген-ными грибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты январь / март май

опыта Р. infest. F. suif. Р. Infest. F. suif. P. infest. F. suif.

Контроль (вода) 1,22 1,54 ' 1.8 2.0 2,2 2,4

Крезацин, 40 мг/л* 1,2 1.0 1.2 нет заражения

Крезацин, 60 мг/л* 0,8 0,7 0,6 нет заражения

Крезацин, 40 мг/л** 0,5 0,6 нет заражения

Крезацин, 60 мг/л** 0,3 0,5 нет заражения

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение Одной из причин более высокой устойчивости клубней к поражению фитопа-тогенами является их способность образовывать защитные вещества - фитоалекси-ны, которым принадлежит важная роль в устойчивости картофеля (Muller, 1956). Установлено, что клубни, обработанные мивалом, крезацином и фузикокцином, и

клубни, полученные с обработанных этики препаратами растений, обладают большей способностью к образованию фитоэлекснна - ришитин - в ответ на заражение грибом (в 2-3,5 раза выше в начале хранения и з 16-30 раз - з конце хранения).

Обработка стахиса крезацином в фазу бутонизации и 2-ХЭФК за 2 недели до убооки уменьшала длину ростков клубней на 23-32%, особенно в начале хранения. Обработка 2-ХЭФК клубней стахиса перед закладкой на хранение. 5 испытанных концентрациях оказалась, по-видимому, фитотоксичной, что послужила- причиной порчи клубней. Обработка крезацином клубней перед хранение^ уменьшала их прорастание на 28-40%. В конце января необработанные клубни сигеко поразились болезнями. Наиболее устойчивыми были обработанные крезацином клубни перед закладкой на хранение (11,7-12,2%) и клубни, полученные с обработанных крезацином растений (10,1-13,1%. контроль - 94,5% пораженной массы клубней).

Влияние регуляторов роста на содержание фитогормонов в тканях клубней

Поскольку исследуемые в нашей работе регуляторы роста подавляли прорастание клубней картофеля и повышали их устойчивость и фитопатогенам, удлиняя, по-видимому, период глубокого покоя, то предстаэляло несомненный интерес изучить влияние обработок препаратами на содержаниз фито!Оомонов в тканях клубней, так как 'известно их участие в рефляции прорастания клубней картофеля (Кораблева. 1980, 19S0: Метлицкий и др., 1982; Rappaport I. et ai„ 1965. 1963; Okazawa, 1974; Turnbull, Hanke, 1985).

На примере крезацина, как высокоэффективного регулятора роста для подавления прорастания клубней картофеля и стахиса и повышения их устойчивости ■ к поражению фитопатогенами, было изучено влияние обработок растений препаратом на гормональный баланс клубней этих культур.

При обработке растений крезацином содержание абсцизовсй кислоты в точках роста клубней картофеля увеличивалось уже в начале опыта, оставаясь на более высоком уровне в течение всего периода хранения (табл. 13). Обработка препаратом в более зысокой концентрации приводила и к большему содержанию фито-гормоьа в клубнях. Об^аботкз крезацином клубней перед закладкой на хранение также способствовала увеличению содержания АБК. Данные по содержанию ASK согласуются с ранее полученными результатами по прорастанию клубней в конце хранения, а именно: как при обработке растений крезацином, так и при обработке клубней перед закладкой на хранение, обработанные клубни имеют более продолжительный период покоя.

Исследования показали, что при обработке крезацином растений и клубней перед хранением интенсивность выделения этилена клубнями повышается в течение всего периода хранения (табл. 14).

Обработка крезацином снижала содержание гиббереллинов (ГК) (в 2-4 раза) в клубнях картофеля в течение всего периода хранения (табл. 15). Отмечается no-

вышекие содержания ГК в контрольных клубнях и в клубнях, полученных с обработанных крезацином растений, в период прорастания.

Как видно из тебл. 16, в тканях контрольных клубней содержание цигокининов (ЦК) понижено в период глубокого покоя и повышается при его окончании и при прорастании клубней. При обработке крезацииом растений содержание ЦК ниже в течение всего периода хранения. В апреле при прорастании содержание ЦК в тканях контрольных клубней выше ь 4,5 раза.

Таблица 13

Влияние обработок крезацином на содержание АБК в точках роста клубней _ картофеля в процессе хранения_

Варчанты опыта

Содержание АБК, мкг/г сырой массы

октябрь декабрь февраль | апрель

Контроль (вода)* Крезацин, 40 мг/л** Крезацин, 60 мг/л" Крезацин, 40 мг/л*" Крезацин, СО мг/л***

6,0±1,20 1,9±0,32 0,4±0,08 0,05±0,00 12,0±1,80 17,0*3,40 10,0±1,80 2,5±0,55 16.0i2.40 19,0±3,61 15,0±3,00 3,0±0,63 10,0±2,10 18,0±3,42 6,0±1,14 _-_12,0=2,28 22,0±4.62 8,0-1,76

' исходное содержание АБК - 5,0 мкг/г;

'* обработка растений ; """ обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 14

Влияние обработок крезацином на интенсивность выделения этилена клубнями

Варианты Выделение этилена, нл/г-ч

опыта октябрь | декабрь февраль апрель

Контроль (вода) 2,5±0,20 1,8=0,11 1,2±0,06 2,2±0,15

Крззацин, 40 мг/л* 3,0±0,15 3,2±0,16 3,8±0,15 4,5=0,32

Крезацин, 60 мг/л* 4,0±0,24 5,0±0,40 5,5±0,50 6,7±0,60

Крезацин, 40 мг/л** 7,0±0,63 7,5±0,60 8,0+0,64

Крезацин, 60 мг/л** 8,5±0,60 9,0±0,72 9,4±0,75

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 15

Влияние обработки крезацином на содержание гиббереллинов

Варианты Содержание ГК, нг/г сы рой массы

опыта октябрь | декабрь февраль апрель

Контроль (вода)

Крезацин, 40 мг/л обработка растений

1,6±0,24 2,2+0,44 6,0±1,50 10,1 ±2,22 0,8±0,14 0,9±0,17 1,4±0,29 3,0+0,60

Содержание ауксинов (ИУК) в контрольных клубнях повышено в период глубокого покоя и уменьшается по мере его окончания и вновь повышается при прорас-

тании (табл. 17). В этот период в тканях клубней, полученных с обработанных растений, содержание ИУК ниже и заметно увеличивается при прорастании. Отмечено, что содержание ИУК при прорастзнии в контроль, .ых клубнях в 2 раза выше.

Результаты определения фитогормонов я стахисе показали, что интенсивнее выделяют этилен как в начале, так и в конце хранения клубни стахиса, обработанные крезацином. Интенсивность выделения этилена выше и у клубней, полученных с обработанных крезацином растений.

Клубни, полученные с обработанных крэзэцином растений, содержат больше АБК в тканях в течение зсего периода хранения (табл. 18). Содержание АБК снижается к концу хранения, но остается на более высоком уровне, чем в контрольных клубнях.

Таблица 13

Влияние обработки крезацином на содержание цигскиникоз

Варианты Содержание ЦК, нг/г сырой массы

опыта октябрь декабрь феэраль апрель

Контроль (вода) 33,6+7,39 375,0±78,75 158,0±49,68 207,0+36,34

- Крезацин, 40 мг/л обработка 20,6+4,12 210.0+44,10 37,5+7,50 45,1±Э,47

растений

Таблица 17

Влияние обработки крезацином на содержание ауксинов в точках роста клубней картофеля__

опыта октябрь декабрь ] февраль апрель

Контроль(вода) 67,0±14,74 40,5+8,10. 9,5+2,09 25,0+5,72

Крезацин, 40 мг/л, обработка 28,5±5,98 7,9+1,82 2,9+0,64 12,0+2,40

растений

Таблица 18

Влияние обработки крезацином на содержание абсцизовой кислоты

' в тканях клубней стахиса прч хранении

Варианты Содержание АБК, нг/г сырой массы

опыта ноябрь январь февраль апрель

Контроль* (вода) 2,10±0,25 1,10±0,18 0,30+0,05 0,2±0,03

Крезацин, 50 мг/л, обработка 2,70±0,26 2,50±0,42 1,10±0,36 0,5С±0,07

растений *

* исходное содержание АБК - 4.6 нг/г сырой массы

Обработка крезацином снижала содержание ГК в тканях клубней стахиса в течение всего периода хранения (табл. 19). Наибольшее содержание ГК наблю-

дается в контрольных клубнях в апреле. В клубнях, полученных с обработанных крезацином растенчй, содержание ГК снижается в течение всего лерчэда хранения.

Таблица 19

Влияние обработки крезацином на содержание гиббереллиьов __в тканях клубней стахиса при хранении_

Варианты Содержание ГК, нг/г сырой массы

опыта ноябоь январь февраль | апрель

Контроль (вода) 15,0±3,0 20,0±5,0 24,0±5,0 42,0+8,0

Крезацин, 50 мг/л, обработка 6,0±1,0 5,0+1,0 3.0±0,0 2,0+0,0

растений

Обработка крезацином растений увеличивала содержание ЦК в тканях клубней Стахиса (табл. 20). При этом клубни содержали большее количество этого фито-гормона по сравнению с контрольными клубнями в течение всего периода хранения.

Что касается ИУК. то обработка крезацином снижала содержание этого фито-гормона в тканях клубней стахиса, полученных с обработанных крезацином растений, в течение всего периода хранения (табл. 21).

Поскольку из всех изученных гормонов для регуляции прорастания особенно •важны А5К и этилен, то в гсбл. 22-25 приводятся данные по содержанию этих гор-•моноз при обработке картосЬеля препаратами мивал и эпибрассинолид.

Содержание АБК в точках роста клубней, полученных с обработанных млва-лом растений, было выше, чем в контрольных клубнях. Обработка препаратом клубней перед закладкой на хранение также способствовала увеличению содержания АБК в точках роста в течение всего периоде хранения (табл. 22). Под действием мизалл возрастает и способность клубней, образовывать этилен. Как при обработке растений, так и при обработке клубней перед хранением интенсивность выделения этилена клубнями повышается в течение всего периода хранения (табл. 23).

Таблица 20

Влияние обргботки крезацином на содержание цитокининов __в тканях клубней стахиса при хранении_.

Варианты Содержание ЦК. нг/г сырой массы

опыта ноябрь январь февраль апрель

Контроль(вода) 29,0=5,5 225,0=42,7 188,0=45,1 2,0±0,04

Крезацин, 50 мг/л, обработка 450,0±Э0,0 340,0±85,0 640,0±128,2 3G,0±7,9

растений

Обработка растений эпибрассинолидом в фазу бутонизации и клубней перед закладкой на хранение повышает содержание АБК в тканях точек роста с течение всего периода хранения (табл. 24). Через два месяца хранения содержание АБК достигает своего максимума, затем оно снижается, но превышает таковое в контроле на г ех этапах хранения. Интенсивность выделения этилена у клубней, полученных

с обработанных растений, и клубней, обработанных перед закладкой на хранение, зь:ше, чем у необработанных в течение всего периода хранения (табл. 25).

Таблица 21

Влияние обработки крезацином на содержание ауксинов

Варианты Содержание ИУГ, нг/г сырой м.зссы

опыта ноябрь ячв&рь | февраль апрель

Контроль (вода) 7,2+1,58 1С,0=3,15 18,0+4,14 0,5±0,10

Крезацин, 50 мг/л, обработка 3,1±0,68 11,0±2,31 3,8+0,76 0,2±0,04 '

растений

Таблица 22

Влияние обработок мивалом на содержание АБК в точках роста клубней . .рюфеля

в процессе хранения

Варианты Содержание АБК, мкг/г сырой массы

опыта октябрь декабрь | февраль апрель

Контроль (вода)* 6,0±0,90 1,9+0,27 0,4±0,06 0,05±0,С0

Мивэл, 100 мг/л" 8,2=1,15 9,S±1,C7 6,0=0,90 2,5+0,42

Мивал, 1000 мг/п" 12,4±1,66 18,9±2,84 10,2±1,73 5,4±0,67

Мивал, 100 мг/л*** - 12,4±1,98 7,6=1,37 4,2+0,71

Мивал, 1000 мг/л"* - 14,0+2,10 20,0^3,40 7,6±1,22

' исходное содержание АБК - 5,0 мкг/г сырой массы; " обработка растений; *** обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 23

Влияние обработок мивалом на интенсивность выделения этилена клубнями

Варианты Выделение этилена, нл/г- ч

опыта октябрь декабрь феараль | апрепо

Контроль (вода) 2,5+0,20 1,8=0,11 1,2=0,07 2,2±0,13

Мивал, 100 мг/л* 3,0±0,21 • 3,8+0,27 , 4,0±Р,32 4,3±0,38

Мивал, 1000 мг/л* 4,4±0,26 6,0+0,48 6,3=0,58 5,2+0,36

Мивал, 100 мг/л" - 4,0+0.36 5,2±0,47 7,0+0,56

Мивал, 1000 мг/л" ' - 4,8+0,38 G,0±0,43 5,4+0,32

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение

Данные по влиянию препарата срузикокцин на содержание АБК в точках роста клубней и интенсивность выделения этилена клубнями показали, что при обработке растений и клубней перед хранением повышается интенсивность выделения этилена клубнями. Обработка фузикокцином, однако, не влияла на изменение содержа-

ния ABK.

Таблица 24

Влияние обработок эпибрассинолидом-694 на содержание АБК в точках роста клуб_ней картофеля в процессе хранения__

Варианты Содержание АБК. мкг/г сыоой массы

опыта октябрь декабрь февраль апрель

Контроль (вода)' 6,0±1,02 1,9±0,36 0,4±0,07 0,05+0,00

Зпибрассинолид-694, 0,01 мг/л** 12,0±2,16 18,0±3,60 9,0+1,80 2,0±0,38

Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л"" - 15,2±2,28 10,0±1,85 7,4±1,48

Эг.ибрассинолид-634, 0,001 мг'л*** - 20,0±3,83 5,0±0,95 3,0±0,45

Эпибрасс:инолид-694, 0,0001 мг/л"* - 4,4-0,77 1,8+0,32 0,9±0,16

* исходное содержание АБК - 5,0 мкг/г;

** обработка растений;*** обработка клубней перед закладксй на хранение

Таблица 25

Влияние обработок эпибрассинолидом-694 на интенсивность выделения этилена _клубнями картофеля в процессе хранения_

Варианты |___Выделение этилена, нл/г- ч

опыта | октябрь декабрь февраль апрель

Контроль (вода) 2,5=0,15 1,8+0,14 1,2±0,07 2,2±0,13

Эпибрассинолид-69'1, 0,01 мг/л* 3,8+0,23 4,5+0,36 4,8±0,34 3,0±0.24

Эпибрассинэлид-694, 0,01 мг/л** - 5,0=0,25 7,4+0,59 3,0±0,26

Эпибрассинолид-694, 0,001 мг/л" - 3,0=0,21 3,8=0,23 2,4+0,22

Эпибрассинолид-694, 0,0001 мг/л*" - 3,2=0,26 3,4=0,20 2,2±0.18

* обработка растений; ** обработка клубней перед закладкой на хранение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выпэл-немяыэ исследования позволяют охарактеризовать изученные препараты как эффективные для повышения урожайности и сокращения потерь картофеля и стахиса от прорастания и поражения болезнями при хранении. Изучение содержания фитогормсков в тканях клубней картофеля показало, что обработка эпи-брассинолидом, мивалом и фузикокцином увеличивает интенсивность выделения этилена. Содержание абсцизоеой кислоты также повышается при обработке эпи-брассинолидом и мивалом. Повышение интенсианости выделения этилена и содержания АБК приводит, по-видимому, к подавлению прорастания клубней и повышению устойчивости к болезням при хранении. На примере крезацина показано, что обработка регулятором роста изменяет гормональный баланс в тканях клубней: повышает содержание АБК, интенсивность выделения этилена и снижает содержание ГК и ИУК в тканях клубней как картофеля, та,с и стахиса. При этом содержание ЦК снижается в тканях клубней картофеля и повышается в тканях клубней стахиса. В результате эгого, вероятно, возрастает устойчивость стахиса к поражению фитопа-

тогенами, так как известно свойство ЦК повышать устойчивость растений к различным неблагоприятным воздействиям (Кулаева, 1973; Владимирова. Чурикова, 1995).

ВЫВОДЫ

1. В многолетних опытах установлено, что регуляторы роста фузикокцин, апи-брассинолид-694, крезацин и мизал повышают урожайность картофеля. Эффективность регуляторов роста зависит от способа обработки картофеля, концентрации препарата и метеоусловий.

2. Показано, что обработка клубней и растений в период вегетации фузикок-. цином, крезацином и мивалом увеличивает количество хлорофилла в листьях.

3. Обработка регуляторами роста не влияет на содержание сухого вещества и крахмала в клубнях картофеля, но повышает содержание аскорбиновой кислоты и способствует ее более медленной потере в течение всего периода хранения.

4. Все испытанные регуляторы роста подавляют прорастание клубней картофеля и сохраняют их устойчивость к фитопатогенным микроорганизмам. Обработка препаратами повышает полевую устойчивость ботвы в течение всего периода вегетации и клубней при длительном хранении.

5. Показано, что меньшая поражаемооть фиТопатогенами обоаботанных регуляторами роста клубней и клубней, полученных с обработанных растений, связана с более высокой способностью тканей к образованию индуцированных защитных веществ - фитоалексиноз.

6. Действие регуляторов роста на прорастание клубней связано с изменением содержания в тканях клубней фитогормонсв. Обработка препаратами - крезацин, мивал и эпибрассинслид-694 - повышает содержание АБК в тканях. Обработка всеми регуляторами роста увеличивает интенсивность выделения этилена клубнями картофеля.

7. Установлено, что обработка растений картофеля крезацином повышает содержание АБК о тканях и интенсивность выделения этилена клубнями и снижает содержание гиббереллинов, цитокининов и ауксинов в течение всего периода хранения.

8. Показано, что обработка растений стахиса крезацином повышает его урожайность, уменьшает прорастание клубней и повышает их устойчивость к фитопато-генам при хранении.

9. Действие крезацина на прорастание и устойчивость клубней стахиса связано с изменением содержания фитогормонсв в тканях клубней. При обработке этим препаратом содержание АБК, цитокининов и интенсивность выделения этилэ-на клубнями возрастают, а содержание ИУК и ГК - снижается.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Карсункина Н.П., Казакова В..Ч. Урожай и качество клубней картофеля сорта Невский при обработке мизалом.// Тез. докл. !V Всесоюз. конференции "Биологическая активность соединений кремния, германия, олова". Иркутск, 1990. с.45.

2. Казакова В Н., Карсункина Н.П. Продуктивность картофеля при обработке крезацином.// Регуляторы роста растений. М. Агропромиздат, 1990, с. 62-68.

3. Кораблева Н.П., Сухова Л.С., Муромцев Г.С., Коренева В.М., Казакова В.Н., Карсункина Н.П., Догонадзе М.З. Средство для повышения устойчивости картофеля к болезням.//A.c. № 1702563, 1992 г.

4. Кораблеза Н.Л., Сухова Л.С., Муромцев Г.С., Коренева В.М., Казакова В.Н., Карсункина Н.П., Догонадзе М.З. Способ подготовки картофеля к хранению. //A.c. № 1734261, 1392 г.

5. Казакова В.Н., Карсункина Н.П., Сухова Л.С. Влияние брассинолида и фу-зикокцина на урожайность картофеля и устойчивость клубней к грибным болезням при хранении.// Известия TCXA, 1991, в.5, с.82-88.

S. Карсункина Н.П., Сухова Л.С., Кукушкина Л.Н. Влияние мивала на урожайность картофеля и устойчивость к грибным болезням.// Тез. докл. 2-ой конференции "Регуляторы роста и развития растений". М.,1993, с.173.

7. Sukhova LS., Karsunkina N.P. The effect of Brassinolide and Fusicoccin on ABA content in potato tuber tissues. \\ Abstr. Intern. Symposium on Physiology of ABA., October 25-28, Pushchino, Russia, 1993, p.61.

8. Карсункина Н.П., Соркина Г.Л., Курапов П.Б. Регуляция покоя и устойчивость-K болезням клубеньков стахиса в процессе хранения при обработке регуляторами роста.// Тез. докл. 3-ей Международной конференции " Регуляторы роста и развития растекий".-М.-1995-с.158.

9. Карсункина Н.П., Сорккна Г.Л., Курзпов П.Б. Влияние регулятороз роста на покой и устойчивость к болезням клубеньков стахиса в процессе хранения //Тез. докл. I Международного симпозиума "Новые и нетрадиционные растения и перепек-тивы их практического использования",- Пущине- 1995-С.614-615. •

*