Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ПАБК И СИНТЕТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "ПАБК И СИНТЕТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО СИМБИОЗА"

А-зобМ

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ВОЛОБУЕВА Ольга Гавриловна

ПАБК И СИНТЕТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОБОВО-РИЗОБИАЛЬНОГО

СИМБИОЗА

Специальность 03.00.07 — микробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на кафедре микробиологии Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, в лаборатории солеустойчивости и солевого обмена Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН (г. Москва) и в лабораториях агрохимии и генетики научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур (г Орел)

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор В. К. Шильникова.

Официальные оппоненты — доктор биологических наук, профессор В. И. Кефели; кандидат биологических наук, ст научный сотрудник Б. И. Голод.

Ведущее учреждение — Московский государственный университет имени М В Ломоносова.

Защита состоится . . . . 1992 г. в »

часов на заседании специализированного совета К 120 35 06 в Московской сельскохозяйственной академии имени К А Тимирязева по адресу 127550, Москва, ул Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХ \

Автореферат разослан . . 1992 г

Ученый секретарь

специализированного совета — кандидат биологических наук

Л. В. Мосина

/'*■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

, Актуальность. Многие исследователи (Ратнер, Доброхотова, 1956; Красильников, 1958;.Благовещенский, Петроченко, 1959; Овчаров, 1964; Доросинский» 1967; С&бельникова, 1974, 1979) относят клубеньковые бактерии к биогенным стимуляторам, связывая,их положительное влияние на растение не только со способностью фиксировать молекулярный азот и синтезировать аминокислоты^ но и со способностью синтеза витаминов группы В и других биологически активных веществ. :.

■ В настоящее время более 100 регуляторов роста применяются в шровом растениеводстве. В нашей стране используются приблизительно 40 регуляторов широкого спектра действия, несколько большее их число находится в стадии проверки (Муромцев с еоавт., 1987). Природные и синтетические регуляторы роста в последнее ; время используются и для повышения активности бобово-ризобиаль-ного симбиоза. Их механизм, как системы гормонального контроля, дающий возможность.сбалансированно регулировать развитие расте-, ний и обеспечивающий при правильной агротехнике наивысшую продуктивность симбиотических культур изучается достаточно эффективно (Кефели,Прусакова,19351 Вместе с тем внедрение регуляторов роста в практику сельского хозяйства, особенно синтетических, тормозится из-за отсутствия широких испытаний ® полевых.условиях, невыясненности доз и сроков обработки семян в зависимости от'сельскохозяйственных культур. В связи с этим изучение возможности повышения симбиотической эффектившсти бобовых культур при действии синтетических регуляторов роста представляет теоретический и практический интерес. , * ; , - ; ~ - .

центральная

НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА;

Моск. сел

Инз №

Цель и задачи исследований - выявление оптимальных доз синтетических (хлорхолинхлорида, кампозана, оксикарбама, тебепаса) регуляторов роста и природных (пара-аминобензойной кислоты; ПАБК) для обработки семян гороха и люпина и их характера влияния на клубеньковые бактерии и симбиотическую эффективность исследуемых растений.

Научная новизна. Впервые выявлено влияние хлорхолинхлорида» тебепаса, кампозана, оксикарбама и ПАБК на симбиотическую эффективность гороха и люпина; установлены оптимальные концентрации ПАШ, хлорхолинхлорида и оксикарбама, способствующих развитии эффективного бобово-ризобиального симбиоза; выявлена сортовая реакция растений гороха на ПАШ и оксикарбам; на ультраструктурном уровне изучено влияние хлорхолинхлорида, оксикарбама и ПАШ на формирование структур бактероидов растений гороха, сорт Норд.

Практическое значение. Полученные результаты могут быть Использованы при оптимизации азотного питания растений гороха и люпина. Показана целесообразность сочетания предпосевной обработки семян клубеньковыми бактериями и синтетическими регуляторами роста. Так, при инокуляции семян гороха, сорт Норд активным штаммом клубеньковых бактерий 250а и обработке оксикарба-мом и ПАШ на серой лесной почве можно получить урожаи в пределах 60 ц/га.

Апробация'работы. Основные положения диссертации были доложены на конференции по симбиотической азотфикеации (Калуга, 19В9; 1990); конференции молодых ученых и специалистов ТСХА (1®»сйва, '1991); республиканской научной конференции (Тернополь, научной конференции в Пущино—на—Оке в 1992 г.

Публикации. Основные результаты исследования представлены 1в 4 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, содержит/>?#стр. печатного текста,-; ?ристабл. В списке литературы 271 наименования (из них НО - зарубежные).

Автор выражает искреннюю признательность доц. каф. растениеводства ОСХИ, канд. биол. н., Г.П.Гурьеву, зав» лаб. агрохимии: - ВНИИЗШ (г. Орел),, канд. биол.н. Л.Н.Гнитиевой%1докт. .биол. н. ст. науч.]сотр. лаб. генетики ВНИИЗШ С.Н.Агарковой, , ст. науч. сотр. лаб.^солеустойчивости и солевого обмена Института физиологии растений АНР5 (г. Москва) Г.ФДайловой,, научному руково- -дителю док*, биол. н., профессору В.К.Шильциковой и всем сот-^ , рудникам кафедры.микробиологии ТСХА. за ценную, помощь и консуль-. тапри при выполнении данной работы. < л

ОБЪЕКТЫ И методы ИССЛЕДОВАНИЯ. Исследования проводили в полевых и вегетационных опытах ■: ( в ВНИИЗШ (г. Орел), на темно-серой лесной почве. Агрохишчес-

• кая характеристика почвы: рНСдЛ> - 4,В; Нр,- 5,31 мг/экв/100 г •■Vпочвы, содержание гумуса 4,93%, содержание легкогидролиэуемого

азота по Корнфилду 15,05 мг/100 г; Р20§ и К^О по Кирсанову 18,9 и 13,3 мг/100 г. Опыты с растениями гороха в водной куль-

• туре проводили в камере лаборатории солеустойчивости и солево-. го обмена Института физиологии растений, им. К. А ¿Тимирязева,.. .•; ■ АН (г. Москва) на среде Ли (без азота), при 25°С,; 6-часовом..^ фотопериоде и освещении 3000 лк. ... .....7

Использовали клубеньковые бактерии:«Ж.€еди/гипх>£а./-шп.. , штам 246 к 25С «#.',. штамм 610 эф.; семена го-

роха т«мм«к«о ¡¿¿¿¿¿ил?¿,); сорт Ориентир, .Вятичу

лдапина узколистно?«® сорт Тимир-Г(любеэно

предоставлена сотрудниками лаборатории генетики и селекции , •

ВНИИЗШ, г. Орел).

Анализ ультраструктуры клубеньковой ткани растений гороха, сорт Норд (водная культура) проводили в фазу бутонизации - начала цветения. Клубеньки фиксировали по Карновскому 1967). Ультратонкие срезы готовили на ультрамикротоме КВ-8800 (Швеция). Препараты просматривали в электронном микроскопе 1ЕМ -10ССХ ("КО", Япония), при ускоряющем напояжении 60 кВ и инструментальном увеличений ЗОООООх.

В полевом и вегетационном опытах проводили биометрический анализ растений, учет количества и массы клубейьков, плсцадь листьев, накопление надземной массы, определяли интенсивность транспиршрш листьев по Л.А.Иванову (Третьяков, 1990), содержание хлорофилла в листьях фотоколориметрическим«методом (Бикто- _ ров, 1983), активность нитрогеназы ацетиленовым методом на газовом хроматографе "Цвет-Юб" по методике В.П.Орлова с соавт. (1984). Урожайные данные математически оорабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1УУЗ\.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ СьСУЧДЫМЕ.

>ро*айность и симбиотическая активность растений гороха

под действием регуляторов роста.

Результаты исследований динамики роста гороха в условиях вегетационного опыта представлены на рис. 1-4. В фазу бутонизации (рис. I; 2) наблюдается тенденция >аеличеиия надземной массы растений, семена которых обработаны хлорхолинхлоридом, окси-карбамом и ПАБК (0,005»), и увеличения дг.ина растений бо всех вариантах. В фазу налива плодов (рис. I; 2) увеличение надземной массы и длины растений отмечено л гчриантах с обрасоткьт сь-мяк оксикарбвмом, хчорхолинхлор^до!', Г/1> (О,ОСЬ"), '

' Под действием ПАБК (0,0552 и 0,2Ь%) в фазу бутонизации масса клубеньков (рис. 3) увеличивалась по сравнению с контролем; увеличение массы клубеньковой ткани отмечено в вариантах с обработкой туром и оксикарбамом, соответственно в эту фазу в указанных вариантах происходило и увеличение ниТроген&зной активности (рис 4), В фазу налива плодов (рис. 3; 4) установлена тенденция уве. личения массы клубеньков и симбиотической активности под действием всех'используемых регуляторов t: однако наивысшие показатели массы клубеньковой ткани и активности нитроген&эы отмечены при обработкесемян оксикарбамом и .ПАБК (0,25?). -./■■'.

Обработка семян тебепасом и кампозаном в полевых опытах задерживала прорастание на 3-4 дня, приводила к изреживанив noce-, bob, замедлению темпов роста растений, уменьшению массы клубеньков, низкой нитрогеназной активности (по сравнению с контролем). Хлорхолинхлорид и "оксикарбам ускоряли рост растений, увеличивали высоту и массу растений (табл. I),* массу клубеньков и нитро- . геназную активность (табл. 2; 3). Данная закономерность сохранялась в процессе вегетации как;по фону рК, так и особенно по фону (табл. 2; 3). Результаты полевого опыта с сортом Вятич подтвердили' вегетационные исследования: так, обработка семян 'хлорхолинхлоридом, оксикарбамом и ПАБК (0,005 и 0,25$) приводила к увеличению высоты и массы растений (табл. I), а также увеличению массы клубеньков и активности нитрогеназы (табл^ 3). Количество.и• масса.клубеньков (табл. 2;-3) в присутствии регу- : ляторов роста практически во всех вариантах и во все фазы развития растений были въиге, чем в контроле, где муЗеныш форуи-ровались спонтанно: местными штамма»« клубеньковых бактерий.

Действие кампозана и тебепаса бьло нестабильным:

в 1987. г. на

12,3 . 11,9

н,в 11,3 10

Рис. І» Надземная масса растений гороха сорт Вятич. Вегетационный опыт. I - фаза бутоиизшун; II - фаза налива плодов. I - контроль; 2 - хлорхолинхлорид; 3- оксикарбам; 4 - ПАБК 0,005£; б - ПАБК 0,25&

II

4 5

50 49 48,5 45

'Рйс. 2. Динамика роста растений гороха, сорт Вятич. Вегетационный опыт. I - фаза бутонизации; II - фаза налива плодов. I - контроль; 2 - хлорхолинхлорид; 3 - оксикарбам; 4 - ПАБК 0,005"?; 5 - ПАБК 0,2ЬЯ

- £160 ^ &140

. ^ ' и

0 .

; • | 90

. а>

: -2 80 «в:

■ 1 0 .4- .

1 50

Л 2

эоо

■ г . 4 -\Л> .»V

Г.IГ260

л> ' 5~ , ■

: 150

±

К. у

-190

70

>т.!

г 5, -.- ¡„-л

кг-

>• 1 Т-':. •

^ Рис. З, Изменение массы клубеньков растений гороха ; . . .

; ' сорт Вятич, вегетационный 'опыт. I - фаэа буто- - —,

? "V "**' * 'т'' нйзации} II - фюаГиаяйва ллодов^ I - контроль: • г' ., • • .г 2,- хлорхолинхлорид; 3 » оксикарбам; 4 - ПАБК 0,00б£

5 - ПАБК 0,25$ , ,

:> 146761-

4077

л1'1767*

1

1676}--

л

1495Г

8860

7250 ' 2420 -■2128

1014

II

л.

К

'.Рис. 4.' Активность нитрогеназы растений гороха,' -

сорт Вятич, вегетационный опыт. I - фаза вуто-ниэации; II - Фаза налива плодов, I - контроль; •V 2 - хлорхолинхлорид; 3 - оксикарбам; - V , _

. ' "4 - ПАЕК 0,005?!; 5 - ПАБК 0,25« -•V:- : > ■ VI'

растениях сорта Ориентир (посевы в этот год в этом варианте были наиболее изреиены) эффект был отрицательным, в то время как в 1988 г. - положительным. Уровень нитрогеназной активности почти не коррелировал с массой клубеньков. Наивысших значений он достигал у растений сорта Вятич в фазу 4-5 листьев, у растений сорта Норд в фазу бутонизации, у (.астений сорта Ориентир - в фазу бутонизации. Обычно в эти периоды масса клубеньков была существенно ниже. Надо полагать, это определялось не столько общей массой клубеньков, сколько большой долей активной бактероид-ной ткани в них (Мишустин с соавт., ОвЪ).

Надо отметить, особу» отзывчивость сорта Норд к ПАШ. Несмотря на незначительное превышение массы клубеньковой ткани в присутствии И "Л С, наблюдалось сильное ее влияние на активность нитрогеназы в кл}беньках, особенно в фазу цветения (табл. 3). Этот факт дает основание предполагать о влияние ПАБК не только на растение-хозяина, но и на микросимбионт, Возможно ПЛБК стимулирует функциональную активность клубеньковых бактерий (^ипо-порт, 10, возможно опосредованно влияет на их метеОолизм через растение (Мишустин с соавт., 1067), ставшие при мтом более активными ризобии, вносят свой вклад в симбиотрсфн¿е елн-имоотнотения с растением.

Сортовые особенности растений влияли не только на процесс инфицирования и нитрогеназную активность, ко и на урожайность (рис. 5). Так, обработка семян и опрыскивание растений сорта Ориентир хчорхояинхяоридом, оксикар5а'«эм и ПАЕК, по сравнению с кампоэнном и тебепасом, резко сникавшими продуктивность растений, вызывали некоторое повышение урстая. На растениях с^рта Норд эффект хлорхолинхлорида и окстефОЧм-! бил достоверно рь,-сокоположительньм.

; ■" ''',"•''.'-<*Таблица I.-

Poet гороха в фазу бутонизации при использовании регуляторов роста (Здесь и в таблицах 2 и 3 числитель - РК, знаменатель -УШ).Полевой опыт. .

Показатель Кон- Хлор- Кам- .Тебе- . Оксикарбам, % • ПАШ, , % ' -

троль холин- поэан • пас . 0,01 0,001 0,00001 0,005 0,01 0,25.

хлорид ■ ■ •

' ' - . 1987 г. , сорт Ориентир

Высота, см 40 • 52 • 20,6 "27,8 • 46,4

35,6 у. 44,5 21,8 24,5 .44,5 •

Масса, г/ра- 6,6 7,0 2.0 6,8 V

стение. ,6,4 6,9. , 2,0 ; 6,8 2,9 •

• г. . • 1988 г. , сорт Ориентир ,

Высота, см 52,2 57 45 51,6 • 66

50 55,5 41,5 50,5 58,0

Масса, 7,5 10,5 8,5 9,5' II * •

г/растение 8,5 И,5 7,5 10,5 12,1

1989 г. , сорт Вятич

Высота, ем .42,5 ; 44. ' - 49 • .. - '. 52,5 49,5

• 46 . 51 _ _ 54,9 ' - ■. - 48,5 - 45,5

Масса, •13,4 16,3 -' ■ - 15,2 15,5 - 14.4

г/растение 15,5 16,8 , 14,8 • - 16,0 - . 14,5

I 2 3 . 4. 5 6 7 - 8 9 , 10 II

1 2 3 4 5-

Выеота, си ' 41 Масса, 12,9

fyfl. U _

Таблица I . (продолжение)

6 7 8 9 10 . II

1990 г., сорт Норд

43 44 43 41 43

16,3 16,3 15,2 14,4 13,6

1

иъ о !

- : ' '-■•'.'"-■ ' ;;':":■''■■■ ' ' '"•" Таблица 2.

_ , Влияние регуляторов роста на нитрогеназную активность клубеньков: , Д ' гороха сор* Ориентир. Полевой опыт. .".''.

-' *,: Вариант" ■ Контроль : ' ' . - 1 1 ' Хлорхояинхлорид Кампозан Тебепае Оксикарбам

- г<: : 1987 г. - <

'фаза 6-7 листьев

'Удсса' клубеньков, ' ' 45 ; * 75 • •. 25 ■ 20 65

;иг/растение ■ 28 ' • 29 15 8 20

\ активность нитрогена |,' зы, нмоль/растение•ч - 3160 ' 1339- - ■ ,3670-1304 ; 1988 г. ; 496 0 • - 884 ; 71 . 2331 756 /•'

!'Фаза 6-7 листьев .. . Масса клубеньков,: .-'. 82 " ' сп - ы - 66 . - 80 78 • .:.'-"/

. - мг/растение ";, ^ '„ 77 . 76 " • • 102/, 82 , ; 76 \

' Активность нитрогена зы, нмоль/растеиие«ч 461 • • 469 ' 245 289 537 '

529 375 307 . 453 . 1185 -

.?яза бутсниэаага ■ :. Масса клубеньков, ' зо ; 14 . -' 28 ' 45 : ''!

; мг/растениё! . '; '. ■12 ' 46 7 • 40 36 70 .; ; :'

Активность " нитрогена-1874 -", . '. эу, нмоль/растение«ч 826 .".", 1428 ./' 1020 ..... - нов 567 -723 '987: : 2285 1160 -

Таблица 3.

Влияние регуляторов роста на нмтрогенаэную активность клубеньков гороха, сорт Вятич и Норд. Полевой опыт.

Вариант Контроль Тур | Оксикарбам, % П А Б К, %

¡0,01 0,001 0,00001 0,005 0,25 | 0,01

1989 г., сорт Вятии

Лаза 4-5 листьев

Касса клубеньков, мг/ра - 90 86 100 - - 102 104

стение 60 70 54 - - 58 62 -

Активность нитрогена- 9494 7248 6197 - _ 7900 7465 _

эы, нмоль/растение'ч 2558 4878 4059 - - 3914 4240 -

Фаза бутонизации

'Масса клубеньков, 1 шу растение 24 ■й - -2Н 30 _ао_ 84 -

Активность нитрогена-зы, нмоль/растение«ч 1 1зИ" 14211812 1990 ша. 3573 г., сорт Норд - ж 2703 КЭТ 2645 -

| Фаза 6 листьев

Масса клубеньков, 1 юу растение 46 - 57 50 60 54 - 62

Активность нитрогема-(зы, нмоль/растение-и 290 - 2о4 515 558 261 - 667

I 2 3 4 С 6 7 8 9

_I_2_З A

фаза бутонизации

Масса клубеньков, 15 - 35

мг/растение

Активность нитрсгенй- П4Ь - 2087

зы, нмоль/раотение.ч

Таблица З ( продолжение)

Ь б --2.

50 62 32 27

1334 3464

1355

- 2087

го І

..Рис. 5. Урожайность гороха при использовании регуляторов роста /;

- контроль,|§||- кампоэан,- - кампоззк (опрыск.)> ЕуЯ- тебепас, - .

^^ - хлорхолинхлорид, і |- хлорхолинхлорид (опрыск. ),Щ- оксикарбам О,ОЙ

- оксикарбам (опрыск.), к оксикарбам 0,001%,(§>}- оксикарбам 0,00001%, . ■ [чТд - ПАЕК 0,005%, ТО- ПЩ 0,005% (опрыск.), - ПАБК 0,25%, '

Р^Т- ПАЕК 0,25% (опрыск.), РТ7)- ПАБК 0,01% ' ■ '

Установлена тенденция увеличения урожая гороха сорта Вятич (1989 г.) при обработке хлорхолинхлоридом, оксикарбамом, опрыскивании посевов оксикарбамом. Однако наибольший эффект при обработке ПАЕК в концентрациях 0,005 и О,OK и оксикарбамом в концентрациях 0,01; 0,001 и 0,00001% обнаружен на растениях сорта Норд: обработка оксикарбамом и ПАБК приводила к повышению урожая гороха сорт Норд на 14-25% (в среднем). Наибольший урожай (61,4 ц/га) получен при обработке оксикарбамом 0,00001% и ПАБК 0,00556 (60,7 ц/га).

Итак, обработка семян гороха кампозаном и тебепасом отрицательно влияет на эффективность симбиоза, что выражается в снижении активности нитрогенаэы и урожая растений; обработка семян гороха хлорхолинхлоридом, оксикарбамом и ПАШ повышает эффективность симбиоза и урожайность растений; установлена сортовая отзывчивость растений гороха на испытанные регуляторы роста - для растений гороха, сорт Норд, выявлено, что обработка семян ПАБК в концентрации 0,005я и оксикарбамом в концентрации 0,00001% приводит к увеличению урожая на 24-25%.

Изменение содержания хлорофилла в листьях растений

гороха под действием регуляторов роста. #

Фотосинтетическая' деятельность бобового растения существенно влияет на симбиотическую азотфиксацию '*Jietye-fsen, 1982; Романов, 1983) л определяет количество фиксированного бобово-ризобиальным симбиозом азота Шси-c/t^ *&й£1975; сЦРл-бе, 1977) .

В наших исследованиях установлено, что в фазу бутонизации и цветения хлорхолинхлорид и оксикарбам увеличивал содержание хлорофилла в листьях растений (рис. 6). Опрыскивание хлорхолинхлоридом и оксикарбамом в фазы бутонизации и цветения так же повысило содержание хлорофилла в листьях. Вероятно, это связано

1986 г.

і

, фаза бутонизация фаза цветения фаза бутонизации • фаза цветения :

. Рис 6» Содержание хлорофилла в инфицированных и обработанных , регуляторами . роста:растения* гороха, сорт Ориентир .

* ЯШ - контроль, ШШ- кампозан, ЦЦ- кампозаН (опрыск.), тебзпас * ,

У А -.тебепас (опрыск.), хлорхолинхлорид, Г~ 1- хлорхолишслорид (опрыск.),'

• оксикарбам, . і^щ - оксикарбам (опрыск.) ' - " ••

и с spew, «гто наиболее мощная листовая поверхность формировалась в вариантах с обработкой семян хлорхолинхлоридом и оксикароамом.

В фазу бутонизации у растений гороха сорта Ориентир (1988 г.) хлсхрхоликхларид и оксикарбам повышали содержание хлорофилла в лйетъях (рис. б). В этот же период оксикарбам увеличивал активность нитрогеназы на фоне /1/рК (табл. 2).

Сравнение активности нитрогеназы растений гороха сорта Ориентир в фазу бутонизации (1988 г.) (табл. 2) и содержания хлорофилла в листьях в этот период (ряс. Ь), подтверждают взаимосвязь процесса фотосинтеза и симбиотической активности растений.

Олектронномикроскопиченкое изучение ультраструктуры дл>беньков.

3 период фазы бутонизации-цветения в клубеньках всех вариантов Оахтерсидная jo на. ста .г тол пеня Ы-ормировавшимися бактероидами. Переход бактерий в форму бактероидов сопровождается увеличением размеров растительных клеток и ткаии члуоеньков. Особенность Оактероидов - наличие дополнительной мембр ты растительного происхождения. г!>нле.л1ды у бактероидов выявляются в виде j ~(.чт{ онно [грозраиной центральной области клетки с нитевидной ДНК. В отдельных вариантах оактероидная зона заполнена бактероидами с сильно развитым перибактероидным пространством С ПБП). По данччм Л.Н.Андреевой с ооавт. ( IU8J), ПЗП, как зона между микро- и макр^сЛ'мбионтом, ограниченная мембраной, играет важную роль в pes /ляции транспорта г, -десть и мет&боглзме форймруицихся и функционирующих симбиооом. ио рибосом и внутриклеточных Mt voранних СТР^ЧТур в клетках с^т^роидов имеются непостоянные *0№ПНеНТЧ - .р>ш;>-;ы E^W.eHHf1 >5^Л>ЭТИН% .ЛИКОГРНа, липидов, в 11гтнссти i'„- i-jS -ortcitviciKHo.'l кистотц (.Ги-'Л). Ь вариантах с об-(.аСотюг» х/-орхолинх^орлдои в гЬ.чг. ; сндной юнр „I •Wfmf.j-y г О^ктв-

роиды сПБП. В бактероида* четко выделяются пристенно расположенные гранулы волютина. В клубеньках» образованных спонтанно на фоне ПАЕК и оксикарбама,. бактероиды заполнены электронно -прозрачны«« гфанулаш,. содержащиш ПОМ. Последний играет роль запасного вещества, эндогенного накопителя энергии и углерода для прокариот (Le ж-, 1944), Надо полагать, что депо-

нирование ПОМ в данных вариантах свидетельствует о невысоком уровне азотфиксации, поскольку, содержание ПОМ в бактероидах при неэффективном симбиозе в 15-20 раз выше, чем при эффектов-^ ном (Романов, 1976). . , . ^ "■ , ". '

"'У v СмЛиотчёскАя активность « "урожайность растенийУ * Г ' " люпина под действием ПАЕК."'" г; " *••'

* В вегетадаонном опдаепоявление всходов отмечено на 5-4Г.' ■день после посева^ Всходы ровные, дружные» однако в "варианте с , обработкой семян ПАЕК 0,005Í всходы появились на один день раньше. Под влиянием ПАЕК 0,005 и 0,25& в 'фазу бутонизации и в фазу. наЛиватоодов ггро'исходило уввличение надэемной массы,ав фазу *бутонизапии и высоты растений ." При анализе корневой системы растений люпина'в Vapwawsoc с обработкой ПАБК наблюдалась более ' мощная корневая система"по1сравнению^'с^Vow^jiotÍ.' Кроме того, в вариантах е-обработкой ШЕК^Ъеобегвю в "яощёетрации О,25. отмечено наименьшее* поражение'корневь1Ш tmwj^^íÍÍh »«"полное отсутствием Возможно ir растениях,. : участвующих- в"защитных "реакциях* от фит<шато'тюв (Эйгес1909).. В фазу бутонизации и налива плодов .(табл. .4) под действием ПАЩ 0,00б& и 0,25% происходило увеличение массы клубеньковой ткани. В эти же фазы ПАЕК 0,005^ и0,25?S значительно (rio сравнение с контролем, табл; 4*;усиливая активность,нитрогеназы (осо~.

Таблица 4 на растения люпина, сорт Тишр-1, %вгеТм?10ННыП опыт. 1989 г.

Показатель Контроль П А 3 К НСР 05

0,005% 0,25%

I II III І 1 II ( III I |И ¡111

ЙКЫМ^ .........

Надэ^мнад мас-

са, г/раст 6,1 5,5 29 7,5 11,8 30 7,9 11,3 33 3,8

^Рясота расте-

ний, см 40 60 61 49 60 60 53 60 63 3,6

Масса клубень-

ков , мг/раст 42 350 - НО 450 - НО 200 - -

Активность

нитрогеназы.

нмоль/расТ'Ч 2208 1369 - 5434 6202 - 4917 7017 - -

Число бобов

на сосуд - - 10 - - 10 - - 13 3,7

Число семян

на сосуд - - 28 - - 26 - - 37 3,6

Масса семян.

г/сосуд - - 1,93 - -1,97 - - 3,93 1,7

Примечание. Здесь и в габл. Ь: I - фаза бутонизации;

II - налив плодов; III - уборка урожая.

бенно в фазу налива плода).

Увеличение урожая люпина о вегетационном опыте по массе семян, г/сосуд) наблюдалось при обработке ПАБК 0,25%. Однако, данные вегетационного опта не подтвердили полевые исследования 1989 г. (табл. 5). Влияние 1ШЗК на слмоиотичеслую систему люпин-ризобии оказалось нестабильным: практически полное отсутствие стимуляции в полевых опытах 19ВУ г. и высокий достоверный поло-

жительный эффект при использовании ПАШ в концентрации 0,25% (табл. 5) в 1990 г. По-видкмому, различия по урожайным данным 1989, 1990 гг. определялись метереологическими условиями веге- , тацйонных периодов, поскольку установлено (Эйгес, 1989 г.), что: действие ДАБК на многие признаки, определяющие структуру урожая и урожай, зависит от условий года, сорта,' способа обработки - . посевных качеств семян. Так,-в 1989 г. в фазу бутонизации растений температура воздуха:на 5-9° была выше нормы, (максимум 30- ■ 32°), а средняя температура июля (Фаза цветения* налива'плодов) • была на 2 . ниже нормы. Конец июня 1989 г. характеризовался лив- " невыми дождями, месячная сумма осадков в июле также была выше нормы на 14&. Этот же период времени 1990 г. был умеренно теплым и влажным. Возможно, различия в урожайных данных 1989-1990 гг. определялись изменением и некоторых агротехнических приемов:.так, норма высева семян люпина в 1989 г. была 131 кг/га (навеска на одну делянку 330 г), а в 1990 г. - 162,2 кг/га (навеска на одну делянку 405,5 г). Увеличение дозы определялось данными (Эй-гес, 1989) по пересмотру норм высева семян .при использовании ПАЕК, как приема сохранения преимуществ ПАШ. - - . : ; .

Увеличение урожая (на 44%) при обработке семян люпина ПАЕК, очевидно в большей степени зависит от воздействия регулятора на Физиологические процессы растений, чем на метаболизм ризобий, -поскольку, как видно, ПАБК на микробиологический показатели (массу клубеньков и • нитрогеназную активность) заметного влияния не оказал, хотя и увеличил несколько эти показатели, по сравнении с контролем. "

Таблица 5.

Характеристика растений люпина сорта Тимир-1 « полевых, опытах ГІ39 и 1990 гг.

Контрол ь П А В К

0,01% 0,25Я

1989 | 1990 1989 | 1990 1989 1990

Надавшая масса

в фазу бутонизации, г/растение 16,1 15,7 19,0 26,6 18,0 22,9

Масса клубеньков, }мг/растение:

і бутонизация 124 125 159 192 125 182

і налив плодов 190 133 480 363 320 463

1 ,Активность нитро-

і еназы, нмоль/

1 ргст«ч бутонизация 2423 ООО *оо2б 4415 3457 <249

' налип плодов 1280 767 с400 1706 Г.о<іЗ 853

'іііи уборке урожая:

| пасса 1000 срмян 112 - 114 - 114 -

і число раст/м*" 119 ГШ 106 159 131 200

і высота раст, см 84,5 ьо 80 ВО 88 76

масса снопа,г/и? 1370 1578 ІС88 1959 1910 1857

число бобов/»/* 803 938 ь94 шо 717 975

число семян/»/" 1 2505 ¿595 1961 3334 2524 ¿378

масса бобов, г/м^ 153 оПО 375 676 570 ь32

і масса семян, г/м^ ?б0 4Ь8 233 538 3 50 512

уГ-откай, гт/і і 17,0 19,0 17, 23,0 17,9 '<-7,3

( Лл* 1^ - 2, і; ДЛЯ 10 „О Г. - 1,о

. Ч ;; - 20 - ' '

' ■ 'Л-.-'*f v^v ВЫВОда:::':: Л-,",' >\, ,

1. В вегетационных и полевых опытах на серой лесной почве-с растениями гороха (сорта Ориентир, Вятич, Норд) и люпина (сорта Тимир-1),' инокулированными активными культурами клубеньковых бактерийу установлено, что пара-аминобенэойная кислота (ПАБК) • способствует развитию' эффективного симбиоза в концентрациях г --/ 0,005 й 0,25й,.оксикарбам - в концентрациях 0,01 и 0,0000155, „ хлорхолинхлорид - 0,005£. ■ ; , >'

2.~ Выявлена сортовая реакция радтешй гороха на ПАБК и ок-сикарбам. Наибольшей отзывчивостью характеризовался сорт Норд. Некоторая тенденция повшения урожая наблюдалась для сорта Вятич, сорт Ориентир практически на обработку биостимуляторам! не:реагировал, Обработка растений гороха, сорт Норд, оксикарбамом и . ПАЕК приводила к повипению урокая на14-25^ (в среднем): урожаи 61,4 и 60,7,ц/га, наивысшие. получены при обработке оксикарбамом, в концентрадои 0,00001?5 и ПАБК 0,005Я соответственно.

., 3. Применение кампозана и тебепаса в качестве регуляторов роста нецелесообразно, поскольку при обработке семян гороха этими препаратам« снижается активность нитроген&эы бобово-ризобиаль-иого симбиоза и урожайносте растений. , : '

• 4.'Устойчивость клубеньковых бактерий гороха и люпина в чистых культурах к хлорхолинхяориду» тебепасу,; кампозаиу, оксикарба-му,. ПАБК существенно (в I00-IC00 раз), выше, чем в условиях симбиоза. \ , -Vv"\ "у;'.Y4 V -'

... 5. Гидрометеорологические условия (1987-1990 гг) влияют на степень эффективности испытанныхбиорегуляторов вотношении . бактеризованных растений люпина.и гороха:<протекторное действие. хлорхолинхлорида и оксикарбама в отношении бактеризованных рас- , тений проявилось особенно в засушливый период 1988 г. *

- 21 -

5. rtfif ЬЬ'вместной обработке растений гороха ризоторфином и ^•р^АмоЪ, ризоторфином и хлорхолинхлоридом и ризоторфином

"и 'iÎÂùC увеличивались масса клубеньков, нитрогеназная активность "V'r «аниц хлорофилла б листьях растений.

Очектронномикроскопически иа растениях гороха (Фаза бу-

t 4M \ . •

тони Iщии-цветения) установлена отсутствие заметных различии в

»ль1 р/тоиком строении центральной части кчубеньков (бактррэиа- " > «л

HJ.I шн&), образовавшихся без обработки регучяторами роста и в их

X

ipnt j .ствии. Превращение бактерий в бактероиды происходило практически одновременно ьне зависимости от варианта; доля бактероидов досчитала 90-95% (визуально). Отличия мечцу вариантами проявляются только в отношении степени развития перибактероидного пространства и содержания поли-^S-оксимасляной кислоты. Так, в вариантах инокуляция +■ оксикарбам и инокуляция +• ПАБК преобладают бактероиды с включениями ИО'Д, в вариантах инокуляция » хлор-холинхлорид, контроль t- ПАШ - бактероиды с четко Еыраженным па-рибактероидным пространством.

По материалам диссертщии опубликованы следующие работы:

1. вочооуеча О.Г., Гурьев Г.П., Ыильникова З.К. Использование синтетических регуляторов роста для обработки семян . оро-ха // Тез. докл. II Всес. кон-t. "Биоло! ическиЯ азот". - Калуга. - D9I. - С.25.

2. Еолобзега О.Г., Гурьев Г.П., Шильникова В,К. Влияние пара-аминобе«ойной кислоты (ПЛПК) на симбиотлческую активность растений люпина сорт Тиыир-I гороха сорт Норд // Тез. цокл. Репубч. конб. "Биологическая фиксчгхия молекулярного азота и 130ТЯЫЙ метаболизм бобових растений". - Киев. - 1ЭУ1. - С.1Г*.

■ 4 • 'Л: '..:;■ - 22 - ■ у- •,. ■ . .

3. В.К.Шильникова ., О.Г.Волобуева., Г.П.Гурьев., Э$фектив- . ность инокуляции семян гороха при обработке растений синтетически?.« регуляторами роста // Изв. ТСХА. - 1992, — В Л. г.С. 85-91. . ' 4. В.К.Шльнккова./О.Г.Волобуева^ Г'П.Гурьев« Сиыбиотиче-ская активность и урожайность растений гороха под влиянием синтетических регуляторов роста // Тез. докл. 1У Всес.,конф. "Й!кра-организкы в сельском хозяйстве". - Пущине. - 1992. - С.212.

Объем 1 '/2 п л

Заказ 1888

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127560, Москва И 550, Тимирязевская ул, 44