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"

А-МН&1

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 растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 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.

Научны» консультант — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Л. С. Сухова.

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

Ведущее учреждение—Всероссийский институт картофельного хозяйстза.

Защита состоится . ~ Т"*^' < . 1996 г. в "Л У 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 озна! I ТСХА.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

А. С. 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*хрЦ)екии, 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 оастений. В частности, появление таких регуляторов роста как фузикокцин, эпибрассинолид, крезацин и мивал открывает новые перспективы для сохранения урох-'я 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., 1987; 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 поставлены следующие задачи:

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

2) изучить влияние 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-нвиия..уУстановЛено,'что, изученные регуляторы роста усиливали клубнеобразование картофеля.(Впервые ¡показано.-нто фузикокцин, эпибрассинолид, крезацин и мивал подавляют-прорастание,клубней,и повышают устойчивость картофеля к фитопато-

. "" ЦЕНТРАЛЬНАЯ ,'

.НАУЧМ'П СМБЛИОТЕКА Моек .. о о - академии и.....v. -и i ¡алирл

HHB.N о&^ЛЖШ

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

Впервые показано что обработка крезацином повышав'- урожайность стахи-са уменьшает прорастание клубней и повышает их устойчивость к Фитопатогенам при хранении Исследовано содержание фитогормонов в тканях ста'иса и установлено, что обработка крезацином повышает содержание абсцизовой кислоты цито-кининов и интенсивность выделения этилена тканями клубней стахиса и снижает содержание гибберелл^нов и ауксинов

Практическая ценность Полученные результаты позволяют рекомендовать исследованные регуляторы роста для включения а 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 растении" (Москва 1993) Международном симпозиуме "Физиология АБК" (Пущино 1993) III Международной конференции "Регуляторы роста и развития растении* (Москва 1995) I Международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования" (Пущино 1995) научных конференциях МСХА (1994-1S95 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) экс периментальной части (4 главы) заключения выводов списка использованнои литературы включающего 18G источников в том числе 58 работ иностранных авторов

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследовании служили картофель сорта Невскии и стахис сорта Ракушка Исследования проводили путем постановки полевых и лабораторных опытов а 1988 1995 гг Полевые опыты с картофелем проводили в учхозе "Михайловское Московской области в 1988 1991 гг со стахисом - на полях Всерос сииского НИИ селекции и семеноводства овощных культур а 1993 1994 гг Повтор-ность - 4 кратная, размещение делянок рендомизированное глощадь- 25 и 15 м2 соответственно Учет урожая проводили весовым методом В исследованиях были

использованы такие регуляторы роста как 2 хлорзтилфосфоновая 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 клубни 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. 1982; Коненков 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 картофзльного хозяйства (НИИКХ) (Методические указания по оценке селекционного материала картофеля на устойчивость к фитофторозу, ризок-тониозу, к бактериальным болезням и механическим повреждениям, 1980).

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 (Праетикум по физиологии рзстений, 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 фитоалексинов 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; Ка-■ раваева с сотр., 1979)и ИФА; этилен - методом газовой хроматографии (Ракитин, Ракитин, 1979; Hurter et al., 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 впрыскивании 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 кгубней эпибрасслнолидом прибавка урожая была несущественной Опрыскивание растений увеличивало урожай кгубней на 8 7-12,2% в зависимости от применяемой дозы Увеличение количества клубней отмечено при опрыскивании растении в дозе О 01 м^/л и обработке клубней в дозе 0.1 мг/л

Таблица 1

Влияние обраЬоток фузикокцином и эпибрассинолицом на урожаи и количество клубней картофеля

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

доза обработки 1988 г 1989 г 1990 г стандарт клубней/ куст шт

Контроль без обработки 274 2 264 6 282 0 66

% к контролю

Фузикокцин клубни перед 102 5 84,1 87 0 67

0 68 мг/л посадкой

Фузикокцин клубни перед 102 5 96 0 126 7* 70

6 3 мг/л посадкой

Фузикокцин 0 68 мг/л расения 126 8* <29 5* ".34 7* 72

Фузикокцин 6 8 мг/л растения 95 4 124 3* 134 3' 76

Эпибргссинолид 691 клубни перед 102 8 105 0 - 7 8

0 1 мг/л посадкой

Эпибрассинолид 694 растения 96 0 121 4* - 72

0 01 мг/л

Эпибрассинолид 694 растения 109 7 114 8' 66

0,1 мпл

' различия достоверны при 95%-ном уровне значимости

Данные по урожайности при обработке фузикокцином и боассинолидом говорят о том что способ обработки - опрыскивание растении - эффективнее чем обработка клубней Однако следует отметить зависимость Эффективности действия этих препаратов от метеоусловии складывающихся ео время вегетации растении

Проведенные исследования показали высокую эффективность применения крезацина и мизала на картофеле как при обработке клубней перед г осадкой так и при опрыскивании растении Наиболее заметное действие регуляторов роста проявилось при опрыскивании растении что говорит о комплексном действии препара тов (табл 2)

Заслуживает внимания тот факт что прибавка урожая была положительно гвязана со стимуляцией двух процессов клубнеобразования и роста клубней При обработка крезацином и мивалом увеличивалось количество клубней на растении на 15 30% и 15-45% в зависимости от доз препаратов и способов обработки Опрыскивание растении стимулировало этот процесс в большей степеки 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 хлубни 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-ХЭ'Ж отмечена тенденция к снижению урожая с увеличением концентрации этого регулятора роста.

Таблица 3

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

Варианты опыта

Урожайность

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 недали 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 расений на завершающем отапе вегетации (Архангельский 1995)

Обработка всеми изучаемыми регуляторами роста не сказалась на накочле-нии в клубнях сухого вещества и крахмала, однако способствовала увеличению содержания в клубнях витамина С и более мрдленной потере этого 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 кпубней

ОЬработка 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 цепью оценки последействия обработки препаратами показало их общую высокую устойчивость во всех вариантах обработки регуляторами кай 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 растении 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 в 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 а 6-8 раз по сравнению с контролем

При обработке г репарзтом 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 закгадкой 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

Устойчивость ботвы к фитофторозу при обработке регуляторами роста

Варианты опыта Устойчивость ботвы в баллах

Первый срок заражения Второй срок заражения Третий срок 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

Фузикокцин, 6,8 мг/л** 6,8 В 7,0 В 7,0 В

Эпибрассинолид-694, 0,1 мг/л** 7,5 ОВ 8,0 ОВ 8,0 ОВ

Крезацин, 40 мг/л** 6,2 В 7,0 В 8,3 ОВ .

Крезацин, 60 мг/л** 6,5 В 7,1 ОВ . 7,3 ОВ

Мивал, 100 мг/л** 6,2 В 8,ООВ 8,6 ОВ

Мивал, 1000 мг/л** 7,0 В 8,5 ОВ 8,6 03 ■

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 &

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

Крезацин, 40 мг/л*** 5,9 ВС 7,3 ОВ 7.7 ОВ

Крезацин, 60 мг/л*** 5,7 ВС 7,0 В . 8,0 ОВ

Мивал, 100 мг/л*** 7,4 ОВ 7,5 ОВ 6.8 В

Мивал, 1000 мг/л*** 6,8 В 7,3 ОВ 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 клубнзй картофеля, их поражае-мость болезнями и естественную убыль массы через восемо месяцев хранения

Варианты опыта

Средняя длина ростков, см

Количество пораженных клубней,"/.

Естественная убыль массы. %

Контроль (вода) 6,8

Фузикокций, 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

-•.обработка 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 фуэикокцином на поражае*?остъ клубней картофеля фитопатогенными грибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты январь март май

о-1ыта Р infest F suif Р mfest F suif P Infest F suif

Контроль (вода) 4.42 Фуэикокцин, 0,68 мг/л* 0 65 Фузикокцин, 6 8 мг/л* 0 80 Фуэикокцин, 0 68 мг/л" 0 80 Фузикокцин. 6 8 мг/л" 0,7 Фузикокцин, 68 мг/л"_О 5

1.54

0,7 1,0 0,8

1,60 1,80 2 0 нет заражения нет заражения 0,7 0,3 0.2 0.5 0.4 0 2 0,4 0,5 0,3

2,4

0,3 0.4 0,4

* обработка растений " обработка клубней перед закладкой на хранение

Таблица 7

Влияние обработок эпибрассинолидом-694 на прорастание клубней и их поражае-

Варианты Средняя длина Количество поражен-

опыта ростков, см ных клубней, %

Контроль (вода) 68 60

Эпибрассинолид 694, 0 01 мг/л* 02 1 2

Эпибрассинопид 694, 001 мг/л" 03 1 6

Эпибрассинолид-694, 0,001 мг'л" 05 1 4

Эпибоассинолид 694, 0,0001 мг/л** 0,8 1,0

• обработка растений, " обработка клубией 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) Обработха 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 уЗыли массы клубней при длительном хранении а даже наоборот, уменьшала этот показатель в среднем в 1,7 раза

При ооработке 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 поражаемостъ клубней картофеля фитопатогенными фибами при искусственном заражении в процессе хранения

Варианты январь март май

опыта P.lnfest. F.sulf. P.lntest. F.sulf. P.lnfest. F .suit

Контроль (вода) 1.22 1,54 1.60 1,80 2.0 ■ 2,4

Элибрассинолид-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" 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 поражаемостъ _болезнями и естественную убыль ^ассы через восемь месяцев хранения

Варианты опыта

Средняя длина гостков, см

Количество пораженных клубней, %

Естественная убыль массы %

Контроль (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 3,0

■ * 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 январь март май

опыта • P. infest. F. suif. P. infest F suif. P. infest. i F. suif.

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/п** 0,8 0.6 нет заражения

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

•обработка растений;"обработкаклубней перед закладкой на хранение Обработка растений картофеля и клубней перед закладкой на хранение кре-аацином подавляла прорастание клубней а 3.6-« раз и 9-12 раз в зависимости от ис-

пользуемой дочы и способа обработки (табл 11) Обработка грепаратом уменьшала и количество заболезших клубней в процесге 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

"■"аблица 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"

72 20 1.2 08 06

80 20 1 0 25 1 5

6 3 4 1 4 5 45 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 кречацина при обработке клубней имев" пролонгированный характер и через 5-7 месяцев после обработки клубни приобретают высокую устойчивость к действию с* -'опатогенов При обработке непосредственно клубней она приобретается несколько раньше Следует отметить и видимую зависимость доза препарата - эффект

Таблица 12

Влияние обработок крезацином на поражаемость клубней картофеля фитопатоген-ными грибами при искусственном заражении а процессе хранения

Варианты январь март i май

опыта Р infest F suif Р infest F suif I Р infest | F suif

Контроль(вода) 1.22 1.54 1.8 20 22 24

Крезацин 40 мг/л* 1.2 1.0 1.2 нет заражения

Крезацин, 60 мг/л* 08 0.7 0,6 нет заражения

Крезацин, 40 мг/л" 05 0.6 нег 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 (МиНег, 1956) Установлено что клубни обработанные миаапом крезацином и фузикокцином и

клубни гс~учен,-.ье с. оСозоотэнньх этил// грегаратам, рас-ен й обладзют большей способностью к образованию фи^оэлека на - рю. m-н - в ответ на згссжениэ грибом (в 2-3 5 раза выше а начале хр-нения и з 16-Сс раз - з конце хранения)

Обозботкз стахисэ крезг_ино.« в сразу бутонизац/и и Л-ХЭФЧ за 2 недели до убооки уменьшала дгину ростков ктубней на 23-32со особенно в Haiare храг-е^.-я Обработка 2-ХЭФК клубней ст^хиса перед закладкой на хранение $ испытанных концентр?циях окагзя-сь Pf видимому фитстоксичной что послужил® причиной порчи клубней Обработка крезацином клуб> ei геред храненк^ уменьшала их грорастэчие на 28-40% В кон^е января необработаннь е кг,они cirtro горазилгсь болезнями Наиболее устойчивь ми быги обработанные креоацином клубни перед закладкой на хранение (11,7-12 2%) и клубни полученн ые с обработанных крезаци-ном растений (10 1-13 1% кочтрог ^ - 94 5% пораженной массы клубней;

Влияние регуляторов росла на содержание фитогсоионов в пк^нях клубней

Поскольку исслед/емые в нашей работе регуляторы роста годавляли грорзс-тание клубней картофеля и повь-шаги их устойчивость сЪитопатогенам удпиняя по-видимому, пеоиод глубокого покоя то предстааля-о несомненны! интерес изучить влияние обработок препаратами на соде^жаниэ фьто сомонов в тканях клубней, тач как известно их участие 8 регупяции прооастания клубней каотофеля (Кораблева 1980, 19S0 Метлицкий и др 1982 Raopapot L et ai 1465 1963, Okazawa 1974, Turnb-l Hanke 1985)

На примере креоацина как высокоэффективного регулятора роса для го-давления прорастания клубней картофе; я и стахиса и повышения их устойчивости к поражению фитопатогенагли было изучено влияние обработок растении препаратом на гормональный баланс клубней этих -ультур

При обработке растений крезацином содержание абсцизэвсй кисготы в точках роста клубней картофеля увеличивалось уже а нач-зле опыта оставаясь на оо-лее высоком уоояне а течение всего гериода хранения (табл 13) Обрабо~ка препаратом в более зысокси концентрации приводила и к большему содержанию фито-гормона в клубнях Обработка крезацином клубней лерел ;экладко4 на хранение также способствовала увеличению содержания АБк Данные то содержанио АЗК согласуются с ранее полученными результатами го прорасгэнию клубней 8 конце хранения, а именно как пои обработке растений крезацином, так и при обработке клубней перед закладкой на хранение обработанные клубни имеют более продолжительный период покоя

Исследования гоказали, 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 ro-

ll

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

Как видно из табл. 15, в тканях'контрольных клубней содержание цигокининов (ЦК) понижено в период глубокого покоя и повышается при его окончании и при прорастании клубней. При обработке крезацином растений содержание ЦК ниже в течение всего периода хранения. В апреле при прорастании содержание ЦК в тканях контрольных клубней выше в 4,5 раза.

. • Таблица 13 . Влияние обработок крезацином на содержание АБК в точках роста клубней __картофеля в процессе хранения_

Варианты 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 ,910,32 12,011,80 17,013,40 15,012,40 19,0±3,61 . - 10,012,10 12,0=2.28

0,4±0,08 ■ 0,05±0,00

10,0±1,80 2,5*0,55

15,013,00 3,0±0,63

18,0±3,42 6,011,14 -

22,0±4.62 8,011,76

* 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 .1,810,11 1,210,06 2,2Ю, 15

Крэзацин, 40 мг/л* 3,0±0,15 3,2±0,16 3,810,15 4,510,32

Крезацин, 60 мг/л* 4,0±0,24 5,010,40 5,510,50 6.7Ю.60

Крезацин, 40 мг/л** - 7,0±0,63 7,5±0,60 8.0Ю.64

Крезацин, 60 мг/л™ - 8,5Ю,60 9,0Ю,72 9,410,75

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

• Таблица 15

Влияние обработки крезацином на содержание гиббереллинов ' _в течках роста клубней картофеля _____

Варианты опыта

Содержание ГК, нг/г сырой массы

октябрь I декабрь февраль

апрель"

Контроль (вода) 1,6±0,24 2.2Ю.44 6,011,50 10,1±2,22

Крезацин, 40 мг/л обработка растений 0,810.14 0.9Ю.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 тканчх кгубней. лолученнь-х с обработанных растении, содержание ИУК ниже и заметно увеличивается при грорастании Отмечено, что содержание И УК при прорастчии в контроль ых кгубнях в 2 раза выше

Результаты определения фитогормонов ч 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 по пученных с обработанных крезацином растений

Клубни, полученные с обработанных кргзэцином растений содержат больше АБК в тканях в течение всего периода хране 1ия (табя 18) Содержание АБК снижаемся к концу хранения но остается на более высоком уровне, чем в контрольных клубнях

Таблица 13

Влияние обработки крезацином на содержание цитскининоэ _в точках роса клубней картофеля__

Варианты Содержание ЦК нг/г сырой массы

опыта сетябоь | декабрь фезраль | сгрель

Контроль (вода) 33.6±7.3Э 375,0±78 75 158 С±49 65 207 0±36.34

-Крезацин, 40 мг/л обработка 20.6+4,12 210 0+44.10 37.5-7.50 45.1гЗ 47

растений

Таблица 17

Влияние обработки крезацином на содержание ауксинов

в точках роста кгубней картофеля

Еарианты Содержание ИУК сг/Г сысой массы

опыта октябрь декабрь февраль апрель

Контроль(вода) 6/0+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 0x2,40

растений

Таблица 18

Влияние обработки крезацином на содержание абсцизовой кислоты

1 в тканях клубней стахиса пр л хранении

Варианты Содержание АВК нг'г оырой массы

спыта ночбрь январь I феврагь | апрель

Контроль" (вода) 2,10±0,25 1,Ю±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 50±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 раотенчй, содержание ГК снижается в течение всего периода хранения.

Таблица 19

Влияние обработки крезацином на содержание гиббереллинов ;_в тканях клубней стахиса при хранении_

ВариЕнты Содержание ГК, нг/г сыоой 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 клуСнями 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 зсех изученных гормонов для регуляции прорастания особенно •важны А5К и этилен, то в ггбл. 22-25 приводятся данные по содержанию этих гор-■моноэ при обработке картофеля препаратами мивал и эпибрассинолид.

Содержание АБК в точках роста клубней, полученных с обработанных мива-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 периода хранения (табл. 22). Под действием мизала 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

Елияние обработки 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+4?,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 36,0±7,9

растении

Обработка растений эпибрассинолидом а фазу бутонизации и клубней перед закладкой на хранение повышает содержание АБК в тканях точек роста в 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 5Х этапах хранения. Интенсивность выделения этилена у клубней, полученных

с обработанных оастений и клубней обработаннь х перед закладкой не хранение, аь.ше чем у необработанных в течение всего периода хранения 'табл 25)

Таблица 21

Влияние обработки крезацином на содеожгние ауксинов

в тканях клубней стахиса nsi» хогчении

Варианты Согеожан^е ИУЛ нг/i- сырой v_:c.>¡

опыта ноябрь РЧВ-РЬ | февра! ь агоепь

Контроль (вода) 7 2s1 58 1С,С=3 15 4 8 0-4,14 0 5=0,10

Крезацин, 50 мг/л обработка 3,1±0 68 11 0=2 31 3 8+0 70 0,2±0 04

растений

Таблица 22

Влияние обработок мивалом на содержание АБК а точках роста клубней ртофеля

в процессе хранения

Варианты Со^еожание АБК мкг/r сысой массы

опы-а октябрь декабрь ¡ февраль апрель

Контроль (вода)* 6 0=0 90 1 9=0 27 0.4-0 06 0 Сэ=0 СО

Мивал. 100 vr/л" 8 2=1 15 9 8±1 07 6 0=0 90 2 5=0 42

Мивал, 1000 и. г/л" 12 4-1 56 < Ч 9±2 84 10 2±1 73 5 4-Ю 57

Миваг 100 мг/л*" - 12 4-1 98 7 6=1 37 4 2±0 71

Мивал 1000 мг/п*** - 14 0±2 "0 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 Вы<5ел°н -е этилена нп1' ч

опыта 0!СЯбрь ! декабрь I феэраль | апреле

Контроль (зода) 2 5+0 20 18-0 11 1 2-0 07 2,-:±о.13

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

Мивал, 1000 мг/л* 4 4*0 26 6 0-Ю 48 6 С 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 Я8 6,0+0,43 5 4±0,32

• обработка растений ** обработка клубней перед закладкой на хранение

Данные по влиянию препарата срузикокцин на солер кание АБК в точках роста

клубней и интенсивность выделения этигена клубнями показали, что при обработке растений и клубней перед хранением повышается интенсивность выделения этилена клубнями Обработка фузикокцином однако, не влияла на изменение содержания АБК

Таблица 24

Влияние обработок эпибрассинолидом-694 на содержание АБК в точках роста клуб__^_ней картофеля в процессе хранения____

Варианты Содержание АБК, мкг/г сырой массы

опыта октябрь | декабрь февраль апрель

Контосль (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

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

Опибрассинолид-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-634 на интенсивность выделения этилена _клубнями картофеля в процессе хранения_

Варианты опыта Выделение этилена, нл/г- ч

октябрь декабрь февраль апрель

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

Эпибрассинолид-694, 0,01 мг/л* 3,8±0,23 4,5±0,36 4,8±0,34 3,0+0,24

Эпибрассинэлид-6Э4, 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

Эпибрассинопш;ц-694, 0.0001 мг/л" - • 3,2x0,26 3,4+0.20 2,2±0,18

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ,

Выполненные ис<^едовакия позволяют. охарактеризовать изученные препараты как эффективные для повышения урожайности и сокращения потерь картофеля и стахиса от прорастания и поражения болезнями при хранении." Изучение содержания фитогормонов в тканях клубней картофеля показало, что обработка эпи-брассинолидом, мивалом и фузикокцином увеличивает интенсивность выделения этилена. Содержание абсцизовой кислоты также повышается при обработке эпи-брассинолидом и мивалом. Повышение интенсивности 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,.интенсизность выделения этилена и снижает содержание ГК и ИУК в тканях клубней как картофеля, та,; и стахиса. При этом содержание ЦК снижается в тканях клубней картофеля и повышается в тканях клубней стахиса. В результате этого, вероятно, возрастает устойчивость стахиса к поражению фитопа-

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

ВЫВОДЫ

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

2 Показано, что обработка клубней и растен/й в период ве-етации 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 зсего периода хранения

4 Все ипытанные регуляторы роста подавляю' грорастание кгубнеи картофеля и сохраняют их устойчивости к фитола^огенным микроорганизмам Обработка препаратами повышает полевую устойчивость ботвы в течение всего периода вегетации и кгубнеи при длительном хранении

5 Показано ч-'э меньшая поратаемость флтс :атогенэми обработанных регуляторами роста ю убней и клубней полученных с обработанных растений связана с болев высокой способностью тканей к образованию индуцированных заи *.тных веществ - фитоапексиноз

6 Действие регуляторов роста на прорастание клубней с&язано с изменен -ем содержания в тканях клубнаи фитогормонов Обработка грегаоатзми - крезац.-н миаал и эпибрассинолид 694 - повышает содержание АБК в тканях Обработка всеми регуляторами роста увеличивает интенсивность выделения этилена клубняуи картофеля

7 Установлено что обработка растений картофеля крета-^'ном повышает содержание АБК э тканях и интенсивность выделения этилена кл,бнями и с 1ижает содержание гиббеселлинов цитокининов и ауксинов в течение всего периода хранения

8 Показано что обработка растении стахиса креззцино" говышает его урожайность уменьшает прорастание клубней л повышает их устойчивость к фитопато-генам при хранении

9 Действие крезацина на прорастание и устойчивость клубней стахиса связано с изменением содержания фито.ормонов в тканчх клубней При ооработке этим препаратом содержание АБК, цитокининов и интенсивность выдегечия этилэ-на клубнями возрастают, а содержание ИУК и ГК - снижается

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Карсункина Н.П., Кааакова В.Н. Урожай и качество клубней картофеля сорта Невский при обработке мизалом.// Тез. докл.. IV Всесоюз. конференции "Биологическая активность соединэний 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. 62-6S.

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.П., 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 ТСХА, 1991, в.5, с.82-88.

6. 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". M..1Ê93. 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 устойчи-Еость-к болезням клубеньков стахиса в процессе хранения при обработке регуляторами роста.// Тез. докл. 3-ей Международной конференции " Регуляторы роста и развития растеиий".-М.-1995-с. 158.

9. Карсункина Н.П., Соркина Г.Л., Курапов 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-C.614-615. •

Объем 1'Л п л

Заказ 387

Тираж 100

Типография издательства МСХА им К А Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул, 44