Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Регуляция плодообразования гречихи эмистомом и эпибрассинолидом для повышения продуктивности

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Регуляция плодообразования гречихи эмистомом и эпибрассинолидом для повышения продуктивности"

- V • На правах рукописи

ЕЖОВ Михаил Николаевич

РЕГУЛЯЦИЯ ПЛОДООБРАЗОВАНИЯ -ГРЕЧИХИ ЭМИСТИМОМ И ЭПИБРАССИНОЛИДОМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ

Специальность 03.00.12—Физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1999

Работа выполнена та кафедре ботаники Орехово-Зуевского педагогического института.

Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Л. Д. Прусакова; доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. И. Сальников.

Официальные -оппоненты: доктор биологических таук, профессор Н. Т. Ниловская; кандидат биологических наук, доц. Н. С. Архангельский.

Ведущее учреждение — Центральный научно-исследовательский институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства.

Защита состоится ............ декабря 1999 г. в ".хС?.. час. на

заседании диссертационного совета Д. 120.35.07 в Московской сельскохозяйственной академии имени К- А. Тимирязева. Адрес: 127550, Москва, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет МСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА.

Автореферат разослан

диссертационного совета —— кандидат биологических наук

Ученый секретарь

Н. П. Карсункина

/УМ.?-??*'

Актуальность темы. Растянутый период образования плодов, их разнокаче-сгвеиность, определяемая местом расположения и временем образования, а так же опадение плодов снижают урожай гречихи (Плагин, 1984; Замяткин, 1972). Это связано с различным временем зацвегания и продолжительным периодом цветения, который у гречихи очень растянут. В реализации потенциальной продуктивности гречихи представляет интерес использование нового поколения регуляторов роста (Далмаюва, 1970;Сальников, 1989; Козлова, 1995) природного происхождения, экологически безопасных, действующих в малых концентрациях, способных улучшать приток ассимиля-тов в репродуктивные органы растений. Для решения проблем по повышению урожая гречихи и его качества, наряду с созданием новых высокопродуктивных сортов ( Фесенко, 1971) необходимо создание новых или совершенствование традиционных технологий возделывания на основе использования достижений в области регуляторов роста и развития растений. По вопросу регуляция плодообразования, улучшению качества плодов, продукционного процесса с помощью физиологически активных веществ имеется недостаточно данных (Сгшышков, 1992). Недостаточность данных по действию регуляторов роста на гречиху не позволяет их эффективно применять для повышения продуктивности. Для вь1яснения этих вопросов ввиду специфичности культуры гречихи применение их требует комплексных, обстоятельных исследований. Повышение урожайности не всегда сопровождается улучшением качества продукции, а иногда и приводит к отрицательному результату (Сушкевич, 1985; Филлипова, 1994). Разработка технологий применения регуляторов роста, как одного из путей повышения продуктивности и качества плодов, возможно это обеспечит восстановление производственных площадей под ценную крупяную культуру.

Цели н задачи исследования. Цель данной работы - изучить возможность улучшения морфо-физиологических признаков растений гречихи, урожайности и качества плодов действием регуляторов роста: синтетического аналога фитогормонов брассиностероидов и биорегуляторов грибкового происхождения. Экспериментально доказать возможность вызывать с их помощью перераспределение ассимилятов в растении и усиление плодо- • образовательных процессов у гречихи.

В задачу работы входило: 1. изучить влияние регуляторов роста омистима и опибрассинолнда на морфо-физиологнчсские показатели гречихи: рост, развитие боковых побегов, число соцветий и плодов;

2. исследовать влияние эмистима и эпибрассинолида на сроки прохождения этапов и динамику онтогенеза растении г речихи;

3. изучить влияния обработок регуляторами роста на фракционный сосл ав урожая плодов;

4. исследовать влияние обработок регуляторами роста на продуктивность и качества плодов разных сортов гречихи..

Научная иошпп-л Впервые с помощью регуляторов роста эмистима и эпибрассинолида значительно повышена семенная продуктивность гречихи (ог44до 105%). Выявлено положтпельное влияние фиторегуляторов на качество получаемой продукции. Показана их способность увеличивать продуктивность растений как в засушливые годы, так н при избыточном увлажнении.

Действим регуляторов роста вызвано получение перераспределение асси-милятов в растении, позволившее улучшить снабжение ими созревающих плодов, а так же улучшить фракционный состав урожая.

Впервые с помощью эмистима, производства НПК «БИОР», Москва, и эпибрассинолида, получено повышение плодообразования и качеегва плодов гречихи.

Экспериментально обоснована целесообразность использования эмистима и эпибрассинолида для повышения продуктивности и качества плодов гречихи. В результате выявлено пложительное действие на морфо-физиологнческие показатели и антистрессовые свойст ва.

Практическая значимость работы. На основании полученного экспериментального материала предложен сельскохозяйственному производству способ повышения продуктивности гречихи, заключающийся в стимуляции плодообразования действием эмистима и эпибрассинолида, обеспечивающий повышение урожая от 44 % до 105 % и улучшения качества плодов. Рекомендована обработка растений гречихи эмнетнмом и эпибрассинолидом в фазу бутонизации - начала цветения главного побега.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научной конференции «День науки» (Орехово-Зуево, 1998) и заседании кафедры ботаники (Орехово-Зуево, 1999), Всероссийской научно-практической конференции «Биологические науки в высшей школе. Проблемы и решения» (Бирск, 1998), 5 международной конференции «Регуляторы роста и развития растений» (Москва, 1999), 4 съезде общества физиологов растении России (Москва, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Работа изложена на Не страницах машинописного текста. Содержит 25 таблиц, 11 рисунков и состоит из введения, обзора литературы (2 главы), экспериментальной части (4 главы), заключения, выводов и приложения. Список цитируемой литературы включает 205 наименований, из них 42 на иностранном языке.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования проводили в 1997-1999 гг., в Орехово-Зуевском педагогическом институте. Объектом исследования была гречиха посевная (Fagopirum еясикчНит МаепсЬ.), сорт Краснострелепкая, крупноплодный, устойчивый к неблагоприятным условиям, районированный а Московской области и сорт Казанка, засухоустойчивый, крупноплодный.

Полевые опыты проводились на агробиологической станции Орехово-Зуевского педагогического института, изучались морфо-фнзиологические показатели, продолжительность фаз развития, состояние и урожайность растений гречихи.

Мелкоделяночные опыты проводились в 4-кратной пояторностн и 199799 годах (площадь делянки 1,5 м2). Посев производился широкорядным способом на глубину 5-6 см при прогревании почвы до 15-18°С . Схема опыта все годы была: 1- контроль - растения обрабатывались дистиллированной водой, 2 - растения опрыскивались раствором эмистима (0,05 мл/л), 3- растения опрыскивались раствором эпибрассинолида (КИМ) в фазу бутонизации - начала цветения в возрасте 25-27 суток растворами эмистима и эпибрассинолида, расход рабочего раствора - 0,2 литра на квадратный метр. Опрыскивание производилось ручным опрыскивателем однократно после полудня. Отдельно, для определения урожайности засевались делянки площадью Юм2 по той же схеме. Концентрации используемых веществ бы-. ли подобраны в ходе предварительных лабораторных и полевых опытов. Норма высева 1,5 млн.,семян на га. Перед посевом вносили полное минеральное удобрение из расчёта Т^РкюК^ . Уход за посевами проводился в соответствии с технологией возделывания этой культуры в Средней полосе России.

Эмистим - композиция ростовых веществ цитокининовой и гиббернлино-вой природы - продукты метаболизма снмбиоитного гриба Асгетопшт Нс11етео1а, выделенного из корней женьшеня (штамм депонирован во ВНИИ антибиотиков).

Эгшбрассинолнд (C:xi ЦхОь)- синтетический аналог фитогормона эпибрас-синолида. синтезирован u Unci in уте органического синтеза Академии наук Белоруссии.

В процессе вегетации за растениями велись наблюдения и выполнялись следующие анализы: — через каждые семь дней, от начала цветения до полной смелости первых плодов проводился морфологический анализ растений. Учитывали: рост растений; число к длину боковых побегов; число соцветий на главном и боковых побегах и число цветков и бутонов в соцветиях; число плодов на главном и боковых побегах; площадь и число листьев, изменение влажности плодов в процессе их налива и созревания; аналитическая повторность - 4, биологическая - 20.

— наблюдалась динамика онтогенетического развития растений; . — исследовалось накопление белковых фракций в плодах по мере их созревания, а так же содержание белка и крахмала в зрелых плодах.

Уборка урожая проводилась вручную при побурении 75% плодов на растениях.

Поле очистки и доведения плодов до воздушно-сухого состояния они были подвергнуты лабораторным исследованиям с целыо выявления их • морфологических и физиологических качеств.

Содержание запасных веществ плодов определяли методом инфракрасной спектроскопии по диффузному от ражению размолотого зерна на инфракрасном анализаторе N1R Systems 4500, среднеквадратичное отклонение результатов метода от стандартного (по Кьельдалю) не более 0,3 % (Крищенко, 1997), для анализа брали по 2 г размолотых плодов в 4-х кратной повториости. • •

Белковый состав определяли электрофорезом с использованием доде-цилсульфата натрия (электрофорез в денатурирующей системе) (Loury, 1951; Laemm)i,1970), на приборе, описанном Стадиером (Studier, 1973).

Обработка результатов исследований проводилась но Доспехову Б. А (1973) и программе Excel 7,0, достоверными считались результаты с отклонением не более 2%. Возраст растений указан в сутках с момента посева.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Влияние эмистнма и эпибрассииолида на рост гречихи.

Полевые опыты проводились в годы существенно различающиеся по погодным условиям. Однако, растения контрольного варианта сохранили показатель высоты практически на одном уровне - 75-78 см., обычно высота

растений гречихи составляет около 80 см.. что харлктиртуется хорошей детерминацией данного признака у гречихи и малой зависимостью его от метеоусловий.

Обработанные эмистимом растения увеличивали рост до 34% ( табл. 1 ), при чём это наиболее отчётливо проявлялось в возрасте 60 суток в опытах 1997г. В дальнейшем это соотношение с контролем изменялось незначительно.

Таблица 1

Рост гречихи сорта Красностре.чеикая при обработке растений эмистимом и эпибрассинолндом ( 1997-1999г ).

Год 1997a Рост растений (см)

Эми с т л м Эпибрас еннолид Контроль

высота растений % к контролю высота растении % к контролю высота растении

99,7 + 1,2 134 74.5 + 1.1* 100 74,5 +0,5

19976 100 + 1,3 133 94.3 + 1,2 125 74.9 +0,9

1998» 73.3 -1- 1,2 102 68,6 + 1,5 95 72,1 + 1,1

1998е 79,2 + 1.4* 101 81,7 + 1,8 МО 78,5 +0.8

1999" 52.8 + 1,6 112 47,0 + 2.0* 100 46.8 +0.9

1999е' 91.4 +.1.7 116 83,7 + 1,7 107 78.5 + 1.3

а - возраст 60 суток;

б - возраст 90 суток. * - здесь и далее в таблицах- результат недостоверен

Было выявлено, что у обработанных эмистимом растений преобладание в росте стебля происходит не за счёт увеличения длины междоузлий, а связано с увеличением их числа ( табл. 2 ).

Эпибрассинолнд стимулировал роста стебля, но в меньшей степени. В 1997 году его действие проявлялось стабильно и к возрасту 90 суток составило 125% по отношению к контролю. В 1998 году наблюдалось некоторое уменьшение длины стебля обработанных эпибрассинолндом растений.

Сорт Казанка реагировал на обработку регуляторами роста аналогично сорту Краснострелецкая.

Полученные результаты о влиянии эмлстима и эпибрассинолида на высоту растений, свидетельствуют о том, что регуляторы роста способствуют увеличению высоты гречихи за счёт числа междоузлий и незначительного увеличения их длины. У других растений, в частност и у зерновых культур,

происходит вытягивание междоузлий и за счёт этого рост стебля увеличивается (Прусаков*!, 1996; Манаков, 1992).

Таблица 2

Длина и число междоузлий гречихи сорта Краснострелецкая при обработке растений эмнегнмом и эиибрассинолидом; 1997г.

Эмистмм Эп ибрзссииолид Контроль

длина междоузлия на 9(1 сутки* 9,2 +0,1* 9,1 ±0,1* 9,0 ±0,1

число междоузлий на 60 сутки 8 ±0,3 8 ±0,2 7 ±0,3

число междоузлий на 90 сутки 10 ±0,2 9 ±0,2 8 ±0,3

* — приводится длила второго снизу междоузлия в см.

По аналогии с главным побегом происходит непрерывный рост боковых побегов, поэтому их длина увеличивается в течении всего вегетационного • периода. Усиление роста боковых побегов в ранние сроки позволяет им быстрее развиваться и достигнут ь продуктивного состояния, раньше начать формирование генеративных органов.

Плодообразование у обработанных регуляторами роста растений проходит в более ранние сроки, в то время как у растений контрольного варианта еще продолжается вегетативный рост боковых побегов 1-го порядка, что предполагает существенное повышение продуктивности растении гречихи.

Сопоставляя данные по длине главного и боковых побегов у опытных растений, можно заметить, что обработка регуляторами роста оказала примерно одинаковое стимулирующее влияние на рост обоих типов побегов. Наибольшая интенсивность роста боковых побегов отмечена в промежутке с 40 по 50-е сутки развития, а затем происходит активизации плодо-образования и рост замедляется (рис. 1,2).

Увеличение длины боковых побегов, как и рост главного побега, продолжается до конца вегетационного периода, однако прирост главного побега происходит плавно и постоянно, боковые же побеги после 50-х суток сильно сократили прирост. Обработка эпибрассинолидом стимулировала увеличение длины побегов эффективнее по сравнению с эмнетимом н

вызывала появление второго этапа их роста с 60-х суток, после паузы, во время которой мы наблюдаем усиление роста главного побега.

2. Действие регуляторов рост.) на соцветия гречихи.

Эмистим вызывал увеличение числа соцветий на главном побеге на 1830 %, а эпибрассинолид на 18-49 %. Повышение числа соцветий коррелирует с данными по увеличению длины главного н боковых побегов под действием регуляторов роста. Более развитые и высокорослые растения образуют большее число соцветий, увеличивая потенциал плодообразования, что в дальнейшем положительно отражается на продуктивности растений.

Соотношение соцветий на главном и боковых побегах показывает, что на боковых побегах контрольных раст ений находится в среднем 49 % соцветий от их общего числа, в варианте обработанном эмистимом - 58%, эпибрассинолидом - 51 % .Это означает более лучшее развитие боковых побегов обработанных растений 1! обладание ими большей потенциальной продуктивностью по сравнению с контрольными.

Регуляторы роста оказали влияние и на число цветков в соцветии. Превышение общего числа цветков в соцветиях растений обработанных эмистимом составляло на главном побеге 20 % , а в соцветиях бокового побега -11%. Действие эмистима на раст ения гречихи сортов Краснострелецкая и Казанка было стабильным, что свидетельствует о его возможностях значительно повышать число цветков в соцветиях гречихи. При "благоприятных факторах внешней среды обработка этим препаратом одновременно с увеличением числа соцвет ий создаёт предпосылки к возрастанию потенциала плодообразования. Также можно отметить, что эмистим ускоряет раскрытие бутонов, создаёт дружность цветения соцветия и сокращает его период.

Эпибрассинолид, в отличии от эмистима, не способствовал увеличению числа цветков и ускорению начала цветения.

У гречихи многие плоды усыхают или опадают (Елагин, 1984), следовательно, в процессе развития меняется их число и стабильным число плодов становится к 90 суточному возрасту, то есть к полной спелости плодов и наступлении времени уборки урожая (табл. 3).

У обработанных эмистимом растений число плодов в соцветиях главного побега превышало контроль на 5 % , а в соцветиях боковых побегов на 24 %. Обычно на соцветиях боковых побегов отмечается низкая озернённость из-за недостатка снабжения их продуктами ассимиляции. Отсюда можно предположить, что эмистим вызывает усиление и перераспределение потока асснмилятов, позволяющее развиваться плодам с боковых побегов. Этот

факт подтверждается ускоренней начала ллодообразования, который очевиден изданных таблицы 3: в возрасте 35 суток плоды имелись только на растениях, обработанных эмнсишом, и увеличением числа плодов в соцветиях.

Таблица 3

Число плодов на соцветиях гречихи сорта Казанка после обработки эми-стимом и эпибрассинолндом, шт., ( 1999г.).

Э м и С Т 11 м К о н т роль Опнбрас сиколид

Возраст главный бокопой главный боковой главный боковой

(сутки) побег побег побег побег побег побег

35 0,3 +0.0! 0.7 +0.01 ___ — — —

42 2,2 +0,02 0.6+0,01 2,0 +0,02 1,7 +0.01 2.К +0,02 1,4 +0,01

49 4.4 +0,02 2,3 +0.02 4,0 +0.02 2,2 +0,01 З.К +0,02 2.6 +0.02

56 4,4 +0,02 4,1 +0.02 3,3 +0.02 4,1 -ММИ 6.2 +0.02 4.3 +0,02

63 5,8 +0.02 6,7 +0,02 4,9+0,02 4,К +0.01 5.2+0,02 2.« +0.02

90 7.8 +0,03 7,2+0,04 7,4 +0,03 5,8.+0,02 8,6 +0,04 6,6 +0,02

(%) ( 105%) ((24%) (100%) (100%) (116%) (113%)

Эпнбрассинолид в опытах 1997-1999 года не оказал значительного влияния на начало ллодообразования: в процессе вегетации обработанные им растения то опережали контрольные по числу плодов, то отставали из-за их опадения. В итоге ко времени уборки число плодов па соцветии главного побега превосходило контроль на 16 %, а на боковых побегах на 13%.

Сделано заключение об эффективности эмистима и эпнбрассинолид в создании условий, благоприятствующих формированию и увеличению числа плодов на соцветиях гречихи, а так же способности эмистима ускорять наступление ллодообразования.

3. Развитие ассимилнииоипой поверхности растений гречихи.

Развитие ассимиляционной поверхности во многом зависит от погодных условий года проведения эксперимента (Бебин, 1969). Степень влияния регуляторов роста на неё тоже варьирует. Увеличение площади листьев под действием эмистима составляло п зависимости от года от 13 до 73 %, эпи-брассннолида - 6-30%, при этом следует отметить большую стабильность его действия вне зависимости от сорта и погодных условий (табл. 4).

Таблица 4

Влияние эмистима и эпибрассннолнда на площадь листьев гречихи сорта Краснострелепкая, см-, (возраст растении 60 суток).

Гол Змнстнм ¡Сон гроль Эпибрассинолид

1497 142,7 +1,2 126,4+1,3 133.9+1,4

199Я 101.2+1,8 75,1 ±1,5 91,2 ±0,5

ту 240.3 +2.У- 139,0 +1,1 180,2 +2,4

! !а основе полученных данных можно сделать вывод о положительном и стабильном влиянии эмнетима и эпибрассиполида на величину ассимиляционной поверхности растений в годы с различными погодными условиями.

Основными потребителями, акцепторными центрами ассимилятов являются растущие органы и формирующиеся плоды, поэтому, чем больше ассимиляционном поверхности приходится на один плод, тем вероятнее его налив и вызревание.

В наших экспериментах лучшее листообеспечение плодов наблюдалось у растений, обработанных эппбрассинолндом во все годы проведения эксперимента, действие эмистима было менее эффективным (табл. 5).

Таблица 5

Влияние эмистима и эпибрассннолнда на листообеспеченность плодов гречихи сорта Красносгрелецкая, см: на 1 плод, возраст растении 60 суток.

Год Эмистим Контроль Эпибрассинолид

. 1997 ■ 2,36+0,01(113%) 2,09+0,01 (100%) 4,19 +0,04(200%)

"1998 3,37 ±0.02 (106%) 3,18 ±0,01 (100%) 5,30 ±0,01 (167%)

1999 3,()±0,02(50%) 6,01 ±0,03(100%) 6.15 ±0,05 (102%)

4. Число плодов на растениях гречихи.

Как известно, потенциал продуктивности у гречихи реализуется слабо. Образование плодов на растении во многом зависит от метеоусловий (Шарипов, 1991; Фесеико, 1971; Паушева, 1962). Степень действия регуляторов роста на гречиху также зависит от условий периода вегетации, этим

объясняется сильное колебание показателей продуктивности у этой культуры по годам экспериментов.

Обработка э.иисткмо.м к эпибрассинолидом в самый благоприятный для развития и продуктивности гречихи 1997 год способсгвовалаувеличеншо числа плодов на растении на 72 и 46 "»соответственно {табл. 6).

Таблица 6

Влияние эмистнма и эпибрассинолида на число плодов с 1-го растения гречихи сорт а Краснострелецкая, шт., возраст растений 90 суток.

Год Эмистии Контроль Эпибрассимолнд

¡997 60,5 ± 1.4 35,0 + 0.6 49,3 + 0,6

1998 44.4 + 0.8 25,7 + 0,4 32,6 + 0,9

1999 95,7 + 2.1 81,8+1,5 83,3 ± 2,2

Орелнее за 3 года 66,9 (140%) 47,5 (100%) 55,1 (116%)

1999 год для начала завязывания плодов гречихи был неблагоприятным и их образование началось позднее обычного, превышение числа плодов на растениях обработанных эмистнмом и эиибрассшюлидом, над необработанными составило 16 и 14%. В среднем же за три года под влиянием названных регуляторов роста повышение числа плодов на растениях составляло 40 и 16% соответственно.

В целом можно отметить значительное стимулирующее влияние эмистнма и элибрассинолида по увеличению плодообеспеченносги гречихи .Эффективность действия используемых регуляторов роста подтверждается их стабильным действием при неблагоприятных условиях, какими являлись низкая температура и высокая влажность 1998 года и засуха 1999, что указывает на их антистрессовое действие.

У гречихи па боковых побегах обычно формируется и вызревает небольшое число плодов, обработка регуляторами роста существенно стимулирует плодообразование на этих побегах. Так у растений, обработанных эмистимом, этот показатель превышал контроль в 1,5-3,6 раза, эпибрасси-нолидом в 1,6-3,4 (табл. 7). У сорта Казанка это повышение было незначительным и составило от 5 до 12 %.

Il

Таблица 7

Число плодов на боковых побегах гречихи, шт, возраст 90 суток.

Год ; сорт Эмистим Кот роль Эпибрассинолнд

1998г. 12,4+0,2 3.6 +0,05 12,7+0,25

Краснострелецкая ( 344%) (100%) (353%)

1998г. 9,7 ±0,1 9,1 ±0.1 10,2+0,1

Казанка (107%) (100%) (112%)

! 999г. 36.6+0,5 24,3 ±0,2 38,8 +0,2

Краснострелецкая (151%) (100%) (160%)

1999г. 30 +0,4 34,7 ±0,5 36.4 +0,5

(Сазанка (86%) (100%) (105%)

Подводя итог полученным результатам по изучению влияния эмистима и эиибрассинолида на озернённость растении, можно отметить, что данные регуляторы роста повышают число плодов на растениях гречихи в основном за счёт возрастания их числа па боковых побегах. Степень выраженности их влияния находится в зависимости от сортовой специфичности и метеоусловий года эксперимента.

5. Влияние эмистима и энибрассинолида на качества плодов гречихи.

Стимуляция развития ассимиляционной поверхности, листообеспечен-ности, развития боковых побегов в значительной мере определило повышение продуктивности растений гречихи, крупности плодов и повышения их однородности по размеру (табл. 8).

Действие эмистима и энибрассинолида способствует увеличению доли крупных плодов в общем урожае растений.

У гречихи масса 1000 плодов колеблется от 15 до 45г. в зависимости от сорта и условий произрастания. В нашей работе этому показателю уделялось большое внимание, так как оно выражает одну из сторон продуктивности растений, которая характеризуется двумя величинами: числом плодов и их массой. Под действием регуляторов роста, у обработанных эми-стнмом растении масса 1000 плодов возрастала на 3-9%, а эпибрасснноли-дом на 2-13% (табл. 9). Под их влиянием возрастаетаттрагирующая способность плодов, происходит перераспределение потока ассимилятов, что в большей степени удовлетворяет потребность плодов в пластических веществах н позволяет накопить большую массу запасных веществ.

Таблица 8

Влияние эмистима и эпнбрассинолида на фракционный состав урожая гречихи сорта Краснострелецкая, % от общего числа плодов, ( !998г.).

Размер лодов Эми с т и м Копт роль Эпнбрас синолнд

Число плодов "о от общего числа Число плодов % от общего числа Число плодов % от общего числа

Мелкие <3,6 ми 1.55 1.9! 0,8 1,91 0,3 0,5

Средние 3 5< >4.5 43,75 53,6 30,5 62,9 22.3 38,2

Крупные 4 5<мм 36,35 44,5 17,0 35,2 35,9 61,3

Общее число 91,65 100 48,4 100 58,5 100

среднеквадратичное отклонение: +0,01-0,02

Таблица 9

Масса 1000 плодов и урожайность гречихи сорта Краснострелецкая после обработки растений эмистнмом и энибрассинолидом.

год 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9

ЭМ КОН ЭБ ЭМ КОН ЭБ ЭМ КОН ЭБ

Масса 1000 23,1 22,3 22,7 25,3 23,3 25,7 32,4 30,1 34,2

плодов, (Г.) ±0,01 ±0,01 ±0,01 +0,02 ±0,01 ±0,02 ±0,05 ±0,02 ±0.02

Урожай -ность. 24,0 11,7 16,8 12,9 8,4 10,6 42,15 36,15 31,5

(ц/га) 205% 100% 144% (154%) 100% 126% 117% 100% 87%

Примечание: КОН - Контроль; ЭМ - Обработка эмистимом; ЭБ - обработка энибрас-. синолидом.

Увеличение массы плодов и их числа иод влиянием эмистима и эпибрасси-нолида значительно увеличиваег урожайное!ь гречихи (до 105 и 44% в 1997г.). Даже в годы менее благоприятные но погодным условиям ( 1998, 1999) по массе 1000 плодов и урожайности обработанные регуляторами роста растения превышали контрольные (табл. 9).

Накопление запасных веществ и созревание сопровождаются уменьшением влажности плодов. Сорта гречихи Казанка и Краснострелецкая практически одинаково реагировали измениением влажности плодов в ответ на обработку регуляторами роста. Под действием эмиешма плоды быстрее теряют влагу, чем плоды контроля, следовательно, в них ускоряется накопление сухого вещества, укорачивается срок формирования плодов. Эпн-брассинолид уступал эмистиму по влиянию на влажность плодов (табл. 11).

Таблица 11

Влажность плодов гречихи, % ог общей массы, сорт Краснострелецкая, (1999г.).

BoipacT плодов Эмистим Контроль Эпибрассииолид

7 суток 47,5 ±0,05 57,9 +0,05 52,2+0,1

14 суток 42,2 ±0,02 47,8 +0,05 44,3+0,05

21 сутки 27,4 ±0,02 32,8 +0,03 31,6+0,03

35 сутки 10,6+0,01 11,1 +0,01 10,7 +0,03

Было выяснено, что при полной спелости плодов, собранных с опытных растений, содержание влаги было ниже на 0,4-2,1 % по сравнению с контрольным вариантом. Отсюда следует, что под действием эмистима и эпи-брассинолида ускоряется накопление сухих веществ в формирующихся плодах гречихи, снижается содержание влаги в зрелых, увеличивается доля сухого вещества запаса.

6, Запасные вещества плодов гречихи.

Наши исследования по обработке растений гречихи эмистимом и эпи-брассинолидом выявили их положительное воздействие на размер и массу плодов. Далее следовало установить, повлияли ли регуляторы роста на соотношение важнейших компонентов плодов гречихи и не ухудшается ли химический состав зерна.

При анализе сухого вещества зрелых плодов гречихи, очищенных от оболочек, было обнаружено, что в плодах с необработанных растений содержание белка составляет 13 %, а крахмала - 84 % (табл. 11).

Таблица 11

Влияние эмистима и эпибрассинолида на содержание белка и крахмала п плодах гречихи, % на сухой вес, сорт Краснострелецкая, ( 1997г.).

Эмкстим Контроль Эпкбрассн пол ид

Белок 14.24 + 0,12 13,0 +0,02 13,64 +0,25

Крахмал 82,1! ±0,35 83,73 ±0,32 82,97 ±0,15

В плодах с растений, обработанных эмисгимом, доля белка в запасном веществе составляла 14,2 %, по сравнению с контролем его содержание возрастает на 1,2 %. Элибрассинолид оказывал меньшее влияние, стимулируя увеличение белка в сравнении с контрольным вариантом на 0,64%.

Понижается содержание крахмала в зрелых плодах г речихи под действием эмистима па 1,62 %, эпибрассинолида - 0,76 % и это коррелирует с повышением содержания белка.

Были проведены исследования по содержанию и структуре белковых фракций формирующихся плодов гречихи, собранных как и при определении влажности в 4-х возрастных периодах, в ходе которых были выявлены изменения в солеизвлекаемых и труднорастворимых фракциях, результаты представлены на рисунке 3.

Отмечено, что элибрассинолид увеличивал содержание солсраствори-мых белков, что особенно заметно в зрелых плодах. Значительно повышается количество белка с массой от 25 ООО до 67 ООО кДа. Также выяснено, что в формирующихся плодах солерастворимые белки становятся заметными примерно на 14 сутки с момента начала формирования, в дальнейшем при созревании их содержание снижается.

В плодах растений, обработанныхэпибрассинолидом, наличие солерас-творнмых белков довольно значительно уже в возрасте 7 суток и продолжает увеличиваться. Действие эмистима вызывало уменьшение количества солеизвлекаемых фракций с массой более 25 ООО кДа, но увеличивало с массой менее 25 ООО кДа. Факт наличия довольно значительного количества солерастворимых белков с массой менее 25 ООО кДа не отмечался в контрольном варианте и варианте обработанном эпибрассинолидом.

Рисунок С 3

Влияние эмистима и эпибрассиполида на содержание трушгорастворимой (А) и солеизалекаемой (Б) фракции белков плодов гречихи copra Краснострелецкая (1998г.)

■

С7 ■ <7.5«

->« i:.™'**?!:

! !

„•с ,

i íf,«»я»1«* -W

i'O »»

'■¡Or-

— üttttJO

' i

' ÍS

v г s < j 6 r «з ii> tt & Я]

94 <mr 67

"i К

50 дан-

rrc. -

го«:.

i

a»«t> ¿¿^

—"»St»

¿M'

•S¡ j j

i S Ъ * G X 7 8 <■, ,{ r£ t$

Пояснение к рисункам А и Б: по вертикали обозначены стандартные метчики с массой от 14 ООО до 94 ООО кДа. По горизонтали 1 - стандартные метчики; 2-5 плоды с контрольных растений, 6-9 плоды с растений обработанных эчистимом, 10-13 плоды с растений обработанных эпибрассинолидом; 2,6,10 - плоды собраны в возрасте 7 суток; 3,7,11 - возраст 14 суток; 4,8,12- возраст 21 сутки; 5,9,13 - возраст плодов 35 суток.

Для фракции труднорастворимых белков (полнпептпдов), как и для соле-растворимои, характерно снижение их содержания при созревании плодов. Эмистим значительно стимулирует присутствие полипептидов в возрасте 7 суток зрелости плодов, особенно это заметно для фракций с массой более 20 ООО к Да. В зрелых плодах гречихи содержание полнпептпдов с массой до 43 ООО кДа выше, чем у необработанных растений. Отмечено появление после обработки эмнетимом белка с массой около 43 ООО кДа, наличие которого не было выражено п контрольном варианте.

Энибрассинолид, в отличии от эмистима, уменьшал количество труднорастворимых белков п созревающих и зрелых плодах. В зрелых плодах появляется в заметном количестве белок с массой около 50 ООО кДа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обработка гречихи регуляторами роста приводила к формированию хорошо развитых вегетативных частей. Возрастала длина главного и боковых побегов, при этом обнаружилось, что увеличение длины побегов происходит не за счёт удлинения междоузлий, как это имеет место у ряда растений, а из-за формирования дополнительного их числа, что является новым признаком действия регуляторов роста. Увеличение числа междоузлий вызы-в:шо увеличение числа листьев и соцветий, так как листорасположение у гречихи очередное, а соцветия располагаются в пазухе листа.

Эмистим и энибрассинолид способствовали увеличению листовой поверхности гречихи, чт позволяло растениям синтезировать большее количество пластических веществ, обеспечивая тем самым дефицит продуктов ассимиляции, возросший в связи с увеличением числа генеративных органов и усиления роста вегетативных частей.

Установление морфолого-физиологических особенностей у обработанных эмнетимом и эгшбрасеннолндом растений позволяет предполагать о перераспределении в них потока пластических веществ, усилении их притока п плоды п аттрагирующей способности плодов. Именно этим можно объяснить повышение озсриёниости соцветий гречихи, которое обычно очень низкое из-за нехватки органических веществ для полноценного формирования плодов и сильной конкуренции между ними, в результате чего много плодов опадает или остаётся щуплыми. Увеличение массы плодов подтверждает наше предположение о перераспределении в растении потока асснмилятов, благодаря чему улучшается их снабжение и происходит •

ускорение формирования плодов, способствующее сокращению периода вегетации, а также уменьшает конкуренцию между плодами, так как сокращается число одновременно функционирующих акцепторных центров. Эмистим и эпибрассинолид понижают влажность созревающих и зрелых плодов, что свидетельствует об ускорении процесса плодообразования и отложения в плодах дополнительного сухого вещества запаса, что уменьшает период созревания плодов и повышает пищевые качества зерна гречихи. Возрастает доля крупных плодов в структуре общего урожая с растения, что повышает продуктивность и качество семенного материала.

Следствием снижения влажности и увеличения массы плодов стали возможными изменения в структуре запасных веществ, которые выразились в возрастании содержания белка в зрелых плодах гречихи. Кроме этого было выявлено появление фиксируемого количества фракций новых белков с массой 43 ООО - 50 ООО кДа, что доказывает способность эмисгима и эпи-брассинолида влиять на содержание белковых фракций и повышать интенсивность их накопления.

Таким образом экспериментально показано, что при обработке эмисти-мом и элибрассинолндом вегетативные и генеративные органы гречихи получают дополнительное снабжение продуктами ассимиляции, лучше растут и развиваются, обеспечивая более высокий уровень репродуктивное™. Стимуляция развития боковых побегов 1 порядка, ускорение их формирования под влиянием эмисгима и эпибрассинолида в значительной мере способствуют повышению продуктивности растений гречихи. При этом число плодов на соцветии и на растении в целом увеличивается, продолжительность периода плодообразования сокращается, повышается продуктивность растений и физиологические качества плодов.

Показана способность эмисгима и эпибрассинолида повышать устойчивость растений фечихн к стрессовым условиям почвенной засухи, избыточного увлажнения и высокой температуры.

выводы

1. При обработке гречихи эмкстпмом происходит изменение морфо-физиологнческих показателен у растений: увеличение длины главного (до 25 %) н боковых (до 50 %) побегов, площади ассимиляционной поверхности (до 72 %), числа листьев на растении. Выявлено, что увеличение длины побегов происходит за счёт формирования большего числа междоузлий (с 8 до 10 ),

2. Под действием эмистима возрастает число соцветий и цветков на них. Вероятна перераспределение потока ассимилятов к акцепторным центрам, которыми являются функционирующие цветки, а затем формирующиеся плоды, позволяет им аттрагировать и откладывать в запас больше пластических веществ, что повышаег размер и долю крупных плодов в общем числе плодов растения.

3. Эпибрассинолид стимулирует рост вегетативных частей растений гречихи. Лучшее развитие боковых побегов, стабильное возрастание площади листьев, как н при обработке эмиетимом, в значительной мере предопределило повышение потенциальной продуктивности растений.

4. Воздействие эпнбрассииолида повышает число цветков на соцветиях боковых побегов и стимулирует закладку плодов па них; по влиянию на озернённость боковых побегов и величину плодов эпибрассинолид превосходил действие эмистима.

5. Содержание крупных плодов с обработанных эпибрассинолидом растений достигает в урожае почти 60 %, число мелких плодов сокращается в 3 раза, что свидетельствует об усилении акцепторных свойств формирующихся плодов.

6. Эмистим и эпибрассинолид повышают содержание белка в зрелых плодах на 1,24 и 0,64 % соответственно, снижают содержание крахмала на 1.62 и 0,76 %и увеличивают долю сухого вещества плодов до 2,1 %.

7. Показано влияние эмистима и эпибрассинолида на фракционный состав белкового комплекса формирующихся и зрелых плодов гречихи, проявляющееся в изменении спектра полнпептидов и солерастворимых фракций белка и появление хорошо окрашенных полос сидетельствующее о значительном количестве фракций белка с массой 43 000 - 50 000 кДа.

8. Обнаружено антистрессовое действие эмистима и эпибрассинолида, выраженное в повышении продуктивности н улучшении качества плодов гречихи как в годы с благоприятными, так и с неблагоприятными условиями. Вызванная ими активация ряда морфо-фнзнологитеских процес-

сов приводит к повышению продуктивности гречихи до 105 % и 44 % соответственно.

9. Разработан новый способ регуляции илодообразования гречихи с помощью эмистима и эпибрасеинолида, действующих в малых концентрациях, экологически безопасных. Применение этого способа в условиях полевых опытов позволило не только значительно повысит ь продуктивность растений, но и улучшить качества плодов (величину, массу и содержание белка).

Предложение сельскохозяйственному производству.

На основании проведённых исследований регуляторы роста эмистим и эпибрассинолид рекомендованы для проведения широкомасштабных полевых испытаний на посевах гречихи. Опрыскивание растений гречихи следует проводить водным раствором препаратов в фазу начала цветения главного побега однократно. Концентрации препаратов: эмистим - 0,05 мл/л, эпибрассинолид - 10 8 М, (0,48 10 3 г/л), расход рабочего раствора - 0,2 л/м2.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ежов М.Н! Разнокачественность семян гречихи.//Труды молодых учёных. Орехово-Зуевский педагогический институт. 1997. С. 71-72.

2. Ежов М.Н., Прусакова Л .Д., Сальников А.И. Влияние физиологически активных соединений на продуктивность растений гречихи. // Биологические науки в высшей школе. Проблемы и решения. Сборник Всероссийской научно-практической конф. Бирск. 1998. С. 57-61.

3. Ежов М.Н. Применение эмистима в опытах на гречихе. // Труды молодых учёных. Орехово-Зуевский педагогический институт. 1998. С. 53-54.

4 Прусакова Л.Д., Ежов М.Н., Сальников А.И. Использование эмистима, эпибрассинолида и униконазола для преодоления разнокачественности плодов гречихи. II Аграрная Россия. Москва. № 1. 1999. С. 41-43.

5. Ежов М. Н. Влияние регуляторов роста л а илодообра-зование гречихи.//Вопросы ботаник», сельского хозяйства и вирусологии. Сб., тр., кафедры боташгки. Орехово-Зуево. 1999. С. 24—32.

G. Ежов М. Н., Прусакова Л. Д., Сальников А. И. Повышение продуктивности и повышение качества зерна гречихи под действием эмистима и эп'ибрассшголида Ц Агрохимия. М., №5, 1999. С. 88 — 90.

7. Ежов М. Н., Прусакова Л. Д., Сальников А. И. Использование эмистима для улучшения плодоо'бразования гречихи.// Регуляторы роста и развитая растений. Сб., тр., 5 международной конференции. М. 1999. С. 180—181.

8. Ежов М. Н., Сальников А. И., Прусакова Л. Д. Регуляция плодообразован'ия гречихи под действием эпибрассинолида. Тез., докладов 4 съезда общества физиологов растений Росой». Москва, 1999, с. 262.

Оэгем 1,25 п. л.

Заказ 723

Типография Издательства МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., д. 44

Тираж 101)