Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОГО ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОГО ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА"

всвсосзный научно-исследоватешжий институт : сельскохозяйственной радиологии

На правах рукописи УЖ 635.64:631.53,027.34:631,544,41

ПОГОСЯН ГАЯНЕ СУРЩОВНА

влияние прэдтосевного ганца-облучения сбмян

на рост, развитие и прсдасшвность томатов

в усжшях защищенного грунта

Специальность 03.00.01 - радиобиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени каццид&та биологических наук

Москва - 1985

земледелия Министерства сельского хозяйства Армянской ССР и Республиканской селекционно-семеноводческой станции овощных и бахчевых культур Министерства плодоовощного хозяйства Армянской ССР '■■'"'

Защита диссертации состоится "28 " января 1986 года, в." "часов на заседании специализированного совета К.120.81.01 во Всесоюзном научно-исследовательском институте .сельскохозяйственной радиологии по адресу: 349020, г.Обнинск, Калужской обл.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного . ш.„'чно-исследовательского института сельскохозяйственной ра -: диологии.

Научные руководители - доктор биологических наук

профессор АВАКЯНА.Г,

Официальные оппоненты - доктор биологических наук,

профессор БАТЫГИН Н.Ф.

кандидат биологических наук

МОРГУНОВА Е.А.

Ведущая организация - Московское отделение Всесоюзного

научно-исследовательского института растениеводства иы, Н.И.Вавилова

■ Ученый секретарь специализированного совета

кандидат биологических наук ТМр^^І^ Н.И.САШАРОВА

- З -

ощая ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теча» Продовольственная преграіша СССР на период до 1990 г. предусматривает интенсификацию сельскохозяйственного производства. Предполагается среднегодовое производство овощей и бахчевых культур в двенадцатой пятилетне довести до 37-39 миллионов тони, при этой потребление кх »а дуду населения - 126-135 кг. Такой рост будет осуществлен, главным : образом, за счет увеличения урожайности и попивши качества: цродукцяи.

Ведуи^п роль в решении соетаз&лгннцх задач имгет организация сельскохозяЕстэшного производства «а оском достижений : науки н передового опыта, в тек числе вопроса, связаннее с применением атоыноЯ энергии всельскоы хозяйства.

Одним иэ перспективных методов интенсификации сельскохо- : зяПстіенного производства является способ предпосевного гамма-облучения семяа. Работаю советских и эарубехшх ученых ус- . . танов лен феномен рвдпосїимуляции роста« развития и продуктивности растений при предпосевном гаша-облучения семян (H.U. і " Березина, 1964; А.Ц.Кузин и др., 1974, 1977', Н.Ф.Батыгкн, '1974, 1979; С.Ц.Иажьцева, 1979;.1980; Д.З.Герцуский и др., ¡ 1981; М.Т.Сереркна и др., I9SI, 1982; Й,й.Дедудь и др., 1983; С.П.Сеыердкян и др., 1983, 1984).

Внедрение в сельскохозяйственное производство метода преддосевногоі облучения семян ставит перед учеными веотяож- : нуп задачу скорейшего и полного изучения механизмов этого явления и установления комплекса внутренних и внеших уело - : вий, обеспечиващих хорошу» воспроизводимость эффекта радио-1 стимуляции. Предпосевное облучение семян представляется более перспективным в условиях защищенного грунта, где ииеотся все. возможности контролировать факторі, модифицирующие эффект ,0б-' лучения.—

Для условий Армении актуальность изучения эффективности предпосевного гамма-облучения семян более-чем очевидна, т.к. подобные работы с тепличными культурами ранее не проводились, а в блиЕайжке годы намечается расширение площади зимних теплиц до 350-400 га и повышение тепличной продукции в валовом

ЦЕНТРАЛЬНАЯ "

НАУЧНАЯ BMS/iKJTEKA Mjck. с'эг.ьск.охол а -іадеіии • им. К. А. Тимирязева

Инв.

сборе овсицей. ,

Цель и задача исследования. Основной целью наших исследований явилось изыскание возможностей повышения урокайности тепличных томатов в условиях защищенного грунта путем применения ионизирующих излучений.

В соответствии с'поставленной задачей решались следующие основные вопросы:

- изучение особенностей роста и развития растений томатов -при предпосевном гамма-облучении семян в рассадном и после-рассадном периодах;

- выяснение эффективности действия гамма-облучения семян на сроки созревания, урожай и качество плодов;

- установление оптимальной радиостимуляциошой дозы гаы-ма-лучей для семян томатов районированного сорта Юбилейный £61 в зависимости от условий выращивания растений;

выявление роли эвдогенных регуляторов роста (ауксинов, ' ингибиторов и гиббереллинов)' в механизме радиостимуляциокного эффекта в зависимости от фазы развития растений и дозы облучения семян;

- определение экономической эффективности:использования предпосевного гамма-облучения семян томатов в условиях защищенного грунта..

На основании указанных исследований * будут преддокены производству оптимальные радиостимуляционные дозы семян тепличных томатов для получения высоких' и качественных урожаев.

Научная новизна. Впервые нами в условиях защищенного грунта Араратской равнины изучены особенности роста и развития растений томатов под воздействием предпосевного гамма-облучения семян, а также выявлена существенная роль эндогенных фи-тогормонов в явлении радиостимуляции. Установлено изменение биологической активности эндогенных регуляторов роста (ауксинов, ингибиторов и гиббереллинов) в листьях растений, выращенных из кеоблученных и облученных семян, в различные фазы развития растений.

Практическая и теоретическая значимость работы. Предпосевное гамма-облучение семян увеличите? выход ранней-продукции,

повышает урожайность и улучшает качество. Теоретическая значимость заключается в выявлении роли эндогенных фитогормонов в механизме радиостиыудяции.

Результаты исследования углубляют и расширяют представления о влиянии гамма-облучения на гормональную регуляцию роста растений. Полученные данные позволят сопоставить темпы роста растений в зависимости от изменения активности в них фи-тогорыоно». Результаты работы представляют интерес для выяснения общей картины регуляции ростовых процессов у растений на разных фазах онтогенеза в норме и после воздействия гамыа-об-лучения

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсувдались на научно-практической конференции по продовольственной программе в свете решений Октябрьского (1980 г.) Пленума ДО КПСС (Эчыиадзин, 1981 г.); на Юбилейной сессии; посвященной 60-летию установления советской власти в Армении (Ереван, 1980 г.); Закавказской конференции молодых, ученых и специалистов "Наука - сельскому хозяйству" с участием ыолодах ученых из ведущих научных центров страны'< Цахкадзор,

1981 г.); Первой всесоюзной конференции по прикладной радиобиологии (Теоретические и прикладные аспекты редиационнобиоло-гической технологии; Кишинев, 1981 г.); ХП республиканской конференции молодых научных сотрудников и аспирантов (Церова-ни, 1982 г.); Ш республиканской научной сессии по вопросам биофизики, посвященной 60-летию образования СССР (Ереван*

1982 г.); Всесоюзной конференции молодых ученых по сельскохозяйственной радиологии (Обнинск, 1983 г.).

Публикация. Подтеме диссертации опубликовано 9 научных, статей и тезисов.

Внедрение. Рекомендуемая нами доза 12 Гр на фоне удобрения М120Р120К120 применяется с 1981 г. в зимних теплицах Иау-мянокого межколхозного тепличного комбината на площади 0,4 га, Лернамерцского межхозяйственного предприятия на площади I га и с 1982 г. в Тепличном хозяйстве Эчмиадзинского района на площади 0,6 га. .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве-

денид, литературного обзора, описания методов исследования, ■ изложения полученных результатов, заключения» выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 150 стр. ыа тинопиского текста, включает 8 таблиц и 24 рисунка. Список литературы включает 234 отечественных и ^Zt иностранных наименований. Пять таблиц даны в приложении.

• ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА- ИССЛЕДОВАНИЯ' -

Исследования по изучения эффективности предпосевного ГШ-,, «а-облучгкяя семян на рост, развитие и урожайность тепличных тоыатов проводились в 1978-1982 годах на Шаумянеком ыежколхоз* ном комбинате в блочных зимних теплицах, расположенных в Араратской долине АрмССР.

В качестве объекта исследования был выбран дзтерминантный сорт томатов Юбилейный £61, выведенный Республиканской селекционно-семеноводческой станцией овощных и бахчевых культур АрмССР, иетодоы сложной гибрвдиэации. -

Семена томатов с вляхпостьв 7,6% перед посевом облучал!! на установке ГУЕЭ-33 ^Со, при мощности дозы 4 Гр/мин. ДозЦ облучения (варианта опыта): 3; 5; 7; 12; 20 и SO Гр. Контро- ' леи служили нооблучекзые семена! Посев в солнечнее парниках! ; производили в начале августа в торфо-перегпойных горшочках i \ IOrlOxIO cu через 2-3 дня после облучения и обработка сешш г | в 30Í растворе НС! ♦ .. - . V , - i

* В рассадном периоде, через кегдце 10 дней,проводили био- -метрические измерения на 20 растениях каждого вершила. Определяли: высоту растений, количество листьев, среднюю массу ' надземной и подземной части, площадь ассктшщионяой^поверг- 1 ности (аппаратом мерки японского производства ААМ-5).

В теплицах рассаду высаживали по схеме 90x60x40 см в начала сентября та двух фонах удобрений ( HX20PI2QKI20 и N240P24ÜK240). С целью краткости 'и удобства изложения в тексте эти фоны будут именоваться "обычний" и "высокий". Райт четы по внесению удобрений проводили на, основании результатов агрохимического анализа грунта, которые позволили судить об уровне обеспеченности его элементами питания. Величина осот- .

них делянок 18 кв.», повторное» опыта трехкратная. Растения формировали в двухстебедьной форме - основной и заменяющий побеги.

Уход за растениями и все необходимые агротехнические мероприятия выполнялись одинаково и одновременно на всех опытных делянках согласно агроправилаи.'

Во время исследований регулярно регистрировали температуру и влажность воздуха и почвы, & также световой- режим.

В течение вегетации проводили фенологические наблпдения по определении сроков наступления фенофаз, отмечали начало (10$) и массовое (75^6) появление бутонов, цветков и плодов.

Биоиетрическиз/иэыерения проводили на 5 растениях в трехкратной повторности для каедого варианта. Через валдые 20-30 дней измеряли высоту растений, определяли количество листьев, цветочных кистей, бутонов, плодов и опавших завязей. .

Учет урожая проводили взвешиванием плодов, собранных'с каждой делянки, определяли урожайность и среднво- массу одного пледа.

Данные урожая подвергали математической обработке методом дисперсионного анализа (Б.А,Доспехов, 1973) и по методическим указаниям по предпосевному гамма-облучении семян сельскохозяйственных растений (Г.Я.Рудь и Н.и.Березина, 1973).

Во время плодоношения» через каждые 3-5 сборов урожая, проводили биохимический анализ плодов. В плодах определяли: сухое вещество - рефрактометром "СТСКС" при 20°С, содержание суммы Сахаров - по Бертрану, кислотность - титрованием деци-нормальной щелочью и пересчетом в проценты по яблочной кислоте, витамин С - по Цурри, ¿ь . -

Определяли фертильность пыльцы* используя ацетовдрнино-вый метод окрашивания (З.П.Паушева, 1970). .

На разных фазах роста и развития: в фазе 5-6 листьев, цветения и плодообразования (Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве, 1970), в листьях растений, вырванных из облученных и необлученных семян, определяли эндогенные регуляторы роста - ауксины, ингибиторы и гиб-береллиноподобные вещества. Содержание ауксинов и ингибиторов определяли методом, разработанным В.И.Кефехи, Р,Х,Турецкой и

-в -

др. (1966« 1973), гиббередлинопедобных веществ (ГПВ) - по методу В.Н.Лохниковой, Л.П.ХлопенковоЙ и Ы.Х.Чайлахяна (1967, 1973).

Экономическую эффективность рекомендуемого мероприятия определяли методой учета себестоимости.

'РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .

, - I. ВЛИЯНИЕ - ПРЕДПОСЕВНОГО ГАША-ОБЛУЧЕНИЯ СШШ ' НА РОСТ, РАЗВИТИЕ, ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ТЕПЛИЧНЫХ ТОМАТОВ

1.1. Рост'и развитие растений в рассадной и послерассаднои периоде

Исследования, проведенные но определешда энергии прорастания и всхожести семян показали, что под действием низких доз ионизирущих излучений наблвдается тенденция к их повышению', Тек, при дозе облучения 12 энергия прорастания семян увеличивается на 5,6% по сравнению с контролем. Во всех вариантах с низкими доводи облучения энергия прорастания семян повышается, а в относительно больших дозах - угнетается, однако, всхожесть семян не изменяется (рис.1).

Биометрические измерения в рассадном периоде роста показали существенные различия ыэжду облученными и необяученными вариантами. Готовая к высадке рассада, выраженная из облученных семян, по мощности опережала контрольные. Так, высота стеблеД и глубина проникновения корней укотрблыюх растений были значительно меньше по сравнению с облученными .вариантами. По признаку соотношения массы надземной и подземной частей растений таяве наблвдается стиыуляционный эффект. Особенно сильное проявление радиостиыуляционного эффекта предпосевного гамма-облучения семян было отмечено по показателю ассимиляционной поверхности листьев. В опытных вариантах повышается ассимиляционная поверхность, несмотря на то, что количество листьев увеличивается-незначительно. Особенно это проявляется в ва-

Рис.X. Влияние предпосевного гамыа-облучения семян томатов на их всховесть и энергии прорастание I - всхожесть, 2 - энергия прорастания семян.

ркантах 12 и 20 Гр, где количество листьев было больше на 10,7% и 7,1$ по сравнению с контролем, а их ассимиляционная поверхность соответственно увеличилась в 2,7 и 1,9 раза* Надо отметить, иго в рассадном периоде более всего выделяются растения при облучении семян дозой 12 Гр.

Таким образом,-стимуляционный эффект предпосевного ганма--облучения семян проявляется в рассадном периоде. Рассада, выращенная из семян, облученных "оптимальными доземи, отличается мощной ластостеблевой и корневой системой.

Выло выявлено, что предпосевное гамма-облучение семян к' фоны удобрений не оказали существенного""влияния на сроки наступления последугщих фенофаз. Так, бутонизация, цветение и плодоношение наступают одновременно.

Независимо о-r дозы облучения и фона удобрений рост и раэ-. витие растений томатов в течение вегетации протекали неравно-

- ID -

мерно, в отдельные периода вегетации теш роста увеличивался, а в другие - замедлялся. Наиболее интенсивный рост растений наблодался до. фазы цветения» затеи <во время плодообразования * и созревания плодов) он значительно ааиедхядся, а во время сбора урожая - незначительный. После сборов основной насек плодов 7 растений возобновлялся вегетативный роет, образовывались новые генеративные органы, ,

Результаты изучения дикаиикя роста, образования листьев, -бутонов и плодов свидетельствуют об эффективности действия различных доз геиыа-дучей на семена, Однако редностимуляцион- -нов действие гаыаа-облучекия семян более наглядно ори биометрических измерениях последнего срока наблЕдений (рис.2 и з).

Растения, выросшие из облученных семян на обычном фона удобрений, по длине побегов превосходили контрольные, особенно в вариантах 5; 12 и 20 Гр. Суммарная длина побегов у них уве- ' лкчилась на 20í по сравяэнип с контролен, соответственно этому увеличилось и количество листьев. Только при дозе 30 Гр растения отставали от контрольного варианта. , Ч На высоком се фоне удобрений отмечалась небольшая развита .между контрольными и опытными растениями. В некоторых случаях контрольные растения дате превосходили опытные. На этом фоне удобрениП больше листьев образовалось при дозе 5 Гр.

< Таким образом, эффект радио стимуляции вине на обычной фо~ не удобрений, рост побегов зависят от дозы облучения семян и положительно коррелирует с количеством листьев.

Предпосевное гамма-облучение семян приводит гам» я к кэ-ыеяенио генеративных органов (плодовых кистей, бутонов я плодов).' Так, ва фона JJI20PI2GKI20 оптимальной радиостиыуляцион-ной дозой оказалось 12 Гр, ори которой количество созреввюс плодов увеличилось в среднем на 27,Oí по сравнению с контролем. Аналогичная закономерность наблюдается на фоне W240K140K240. При выращивании растений на атон фоке удобрений в варианте 5 Гр ва одной.растении в среднем образовались на 30,6$ болыэе плодов, чек в контроле.

Облучение способствовало снигениа опадения бутонов и . цветков. Процент пяодообраэовакия у растений облученных варя-

сл

Щ

ш

• Г

' Г У \ Г

г \

■ • ■ 1'

±н>

к л £ 7 п го зо-

0в3и 04л$¥(Яи9, {р

шт

70

шт

т

М I

ч . и *

1

■ ^

*

В ■ I

•I > ■ ■ I*

ч §

43

я

а го &

Лозы облучения,Гр

Рис .2,3. Влияние предпосевного года-облучения семян на рост и развитие томатов на

различных фонах удобрений:

1,3,5 - №0Р1Ж120, 2,4,6 - ШОШОтО

1,2 - суммарная длина побегов 1,2 - количество бутонов

3,4 - количество листьев - - 3,4 - количество пледов

■ 5,6 - количество плодовых кистей, 5,6 - % плодообраэовшш.

еггов был сравнительно вше,' чей в контроле. На обычном» высоком фонах удобрения при оптимальных стицулируосрос дозах он составил 32%. , _

Под действиеи облучения изиэняется фертильность пыльца. Наибольшее повышение его наблюдалось при оптимальных дозах облучения. Так, на фоне NI2QPI20KI20 при дозе облучения : (12 Гр) фертильность пылм^ на 7,4i выве по отноахенип к конт-; роли, а на фоне N240P240K240 -' 6,2? (при дозе облучения . S IV). Набдадазмая закономерность дает*основание предположить, что пошлпение процента плодообразовакия при облучении семян томатов редиостимуляционкшн доземн, помимо других факторов, ' обусловлено погашением фертявьяоетя пальцевых зерен.

1.2. Продуктивность растений . ...

Сткцуляфупцее' действие конкзиругздх излучений на урожайность тепличные томатов показано в исследованиях Н.П.Чернова (КЯ2) ; А.С.Султанбаева, А.А.Ашияанова (1972); Д.А.Герцусно-Г0 и др. (1977); С.Ы.Цдлъцэвой (1979);. А.А.Тер-Саакова, Д.0. Герпуского (1961). По данным этих аэторовпряоптиыадьных j стимудярувдюс дозах облучения урожайность повышается на 15- | -25*. -V ■■; . |

В условиях зимних теплиц Армении при переходной культуре томатов урожайными месяцам являются докабрь-нвкъ. В тепличном овощеводстве наиболее Еажвпм является беспреривное постуз-яение продукции. В наших исследованиях мы проследили за ДКНЯк-микой плодоношения томатов по месяцам. Данные таблица I пока> - зываот, что в феврале и марте урожайность низкая: с I кв.м 'било получено 0,23-0,47 кг на фона NI20PI20KI20 и 0,33-1,00 кг - N240P240K240. В среднем за три года наибольший урожай Ш,7 кг/»г) получен на фоне NI20PI20£020 при облучении до-' аой 12 Гр против 9,8 кг/м2 контроле, а на фоне N240P240K2401 - 5 - 12,8 кг/м* (контроль — ПД кг/м2). Увеличение об-щэго урожая в указанных вариантах по сравнению с контролем, j соответственно, составило 1.97 кг/м2 (20,256) и 1,67 кг/а2 (15,1». ; , V: ■ . : , '

/

УрсгййЕОСть твпличшп тоиатоэ в зегискаости от дозы облучения сеияк

Таблица. I

Доам об-дучакия,

Гр

УроаьГлость но кзсяцам, кг/л2

Ш

ІУ

УІ

ОбщиЯ ' Прибавка ■урохай, урожая, .

иг/«2 *

НІ20РГ20ДІ20

Контроль 1,60 1,07 0,35 0,28 1,51

3 1,8а 1,10 0,41 0,30 1,49

5 1,82 1,31 0,47 0,33 1,50

7 1,70 1,34 0,43 0,29 1,51

12 1,92 1,36 . 0,45 0,34 1,40

20 1,82 1,33 0,46 0,32 1,39

•30 1.65 1.30 0.42 0.29 1.35

1,96 2,99 2,41 ' 3,12

2,59 3,20

2,46 3,44

2,93 3,32

2,55 3,43

2.27 3.24

9,76+0,18 -

10,79+0,21 10,6

11,2740,31 15,5

11,17+0,17 14,4

11,73+0,34 20,2

И, 30+0,31 15,8 I0.524Q.2X 7.8

ъ> і

N240P240K240

Контроль 1,08 1,46 0,73 0,36 1,223 . 1,34 1,52 0,72 0,33 1,28 5 1,53 1,67 0,84 0,41 1,14 7 1,15 1,49 1,00 0,41 1,20 12 1,21 1,55 0,65 0,35 1,29 20 7 1,26 1,51 0,80 0,35 1,14. 30 ' 1,15 i;28 0,75 0,35 1,25 нср0(5 кр/м2 - I978-I979 - 0,87

/ HI2ÛP120KI20/I979-I980 - 0,45 1980-1981 - 0,40

2,85 з,за п,оа+р,зо -

2,79 3,57 11,55+0,37 4,2

3,28 3,88 12,7540,41 15,1

3,13. 3,64 12,02^0,23 0,5

2,90 3,96 12,11+0,44 9,3

3,00 3,82 11,80+0,17 7,2

2,87 . 3,67 11,32+0,26 2,2

ШР,

0,5

кг,

I978-I979 - 0,39

/ N24QP240K240/ I979-I980 - 0,62 ' I98O-I90I - 0,31

Предпосевное гамма-облучение семян увеличивает выход ран-»неб продукции по сравнению с контролем (рис.4). Наибольшие прибавки урожая* в зависимости от фона выращивания, получены при дозах 5 <4,1 кг/и2) и 12 Гр {3,7 кг/и2).

Рис.4. Влияние предпосевного гамма-облучения семян •на урожайность томатов в зимние месяцы (декабрь-февраль) на различных фонах удобрений.

1. гагор12(Щ2о -

2. №40Р240К240

Таким образом, предпосевное гамма-облучение семян томатов приводит к увеличению урожая растений. Под влиянием радиации урожай изменяется в больших пределах (2,2-20,2%), при этом наблвдаатся зависимость радиостииуляциокного эффекта от дозы облучения я фона удобрений/Наибольший эффект бь4д получен при дозе 12 Гр на фоне М120Р12Ш20, а. на фоне ' И240Р240К240 -- при дозе 5

1.3. Влияние предпосевного гамма-облучения • семян на качество плодов

В наших исследованиях установлено, что химический состав пледов тепличных томатов (витамин С, сахара, суша органических кислот, сухие вещества) зависит от сроков созревания, дозы облучения и фона минерального питания растений.

Редиостиыуляциогашй эффект сильнее выражен по содержанки витамина С и Сахаров. По »тим показателям лучшие результаты были подучены в наиболее урова&ншс вариантах, где содержание витамина С по месяцам превысило контроль в пределах 7,6-21,7 ыг$ ( НІ20РІ2ШІ20 при дозе 12 Гр), Сахаров - 4,2-17,1:2, а на фоне №240Р24Ш240 и дозе облучения 5 Гр соответственно: 9,4-25,6 мг£; 8,3-23,її.

Выявлено также, что,во многих случаях снижение содержания общих Сахаров коррелирует с увеличением процента кислотности.

Наибольшее повыаеняе сухих вепрсгв наблвдалось при облучения семян оптимальными стиь<улирущими дозами во всех сроках анализов,

2. О ВОЗІШЮЙ РОЛИ ЭНДОГЕННЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА В РЛДИОСТИЫШЩИ РАСТЕНИЯ

2.1. Динамика содержания еіщогешшх регуляторов роста (ауксинов и ингибиторов) в листьях томатов в зависимости от гамма-облучения семян

Изучение действия ионизирующей радиации на гормональную систему растений имеет важное апачение для понимания пост -радиационных процессов роста и развития. Следовательно, представляло интерес выяснить изменение содержания эндогенных регуляторов роста - ауксинов и ингибиторов в листьях томатов в • течение вегетации как в норме, так и под действием предпосевного гамма-облучения семян.

Выявлено, что содержание ауксинов и ингибиторов аначи -

телыго варьирует в зависимости от фазы развития и действия радиации (рис.5). "Гак, наибольшее количество ауксинов со степенью стимулирования 50-55% было обнаружено в фазе 5-6 листьев. В дальнейшем, в фазе цветения, наблюдается снижение юс активности, в то же время'повышается содержание и активность ингибиторов роста, которые еще больше возрастают в фазе пло-дообразования (до 58%).

В фазе 5-6 листьев эндогенные регуляторы роста очень сильно меняются в связи с облучением. При воздействии дозой 12 Гр в листьях возрастает количество зон и активность стимуляторов роста, с 0,17-0,68 и .Я?» 0,83-0,90 со степенью стимулирования 35-50%, а ингибиторы роста почти исчезают. В варианте облучения дозой в 30 Гр нардцу с большим количеством 'ауксинов с /?Р» 0,13-0,53 и степенью стимулирования до 58%, наблвдается сильное увеличение числа зон ингибиторов роста в КГ*> 0,53-1,00 с ингибирующей активностью'до 575».

В фазе цветения во всех вариантах опыта число зон ауксинов и их стимулирующая активность уменьшаются. Происходит также заметное увеличение степени ингибироваяия (до 37-50%), которое, по-видКмоыу, связано с тем, что в период цветения стимуляторы роста транспортируются я наиболее активно растущим частям растения - к развивающимся генеративным органам. Только в варианте 12 Гр отмечается наличие ауксинов с ЯГ» « 0,62-0,63 с еысокой активность» (46%). В варианте облучения дозой 30 Гр отмечается снижение содержания как ауксинов, так и ингибиторов роста.

В период плодообразования в листьях опытных растений, наряду с увеличением содержания ингибиторов с активностью до 58%, отмечается снижение активности ауксинов, В этой фазе также наличие ауксинов наблвдается только в варианте 12 Гр в зоне № 0,22-0,24 со степенью стимулирования до 37%. Очевидно при воздействии на. семена оптимальной стицуляционной дозы, равной 12 Гр7образу®'гся значительные ауксины с высокой активностью, уровень которых сохраняется в течение ЕСего онтогенеза растений.

т т т ^ І0

г.*

Ъ Ю-

ч т

ел ег в* &І & V & аг и 4а у а # & <» У

фаза 5-6 листи*

раза иветениж

раза моіШрамваная

контролі

¿зір

Рис.5. Эндогенные ауксины и ингибиторы в листьях

томатов на различных фазах онтогенеза реете- -ний при предпосевном гаыыа-облучеюш семян. На оси абсцисс - различные величина ■ ЦГ, на оси ординат - рост колеоптидей пшеница на элгатах из экстрактов в процентах к контролю. Достоверность опыта +5%.

2.2. Динамика содержания эндогенных гиббередлино-подобных веществ в листьях томатов в завися-мости от гамма-облучения семян

. • ' Предпосевное облучение семян пгрутаетобцчныЛ ход метаболических процессов и способствует более быстрому появлению гиббаредлнновоя кислоты, индуцирущей гкдролизирувщие фермента (А.Ы.Кузин к др., 1974). .

Есть все основания предполагать (А.Д.Петрыкин, В.С.Хлебный, 1976; Г.Г.Дубцоэ и др., 1976), что в онтогенезе растения, выращенных из облученных семян, сохраняется относительно высокое содержанке я активность гиббереллинов, что н является одной из причин аффекта радиостимуляции.

Наши исследования показали, что в листьях растений, выращенных из • облученных семян (доза 12 Гр), в фазах 5-6 листьев и цветения, наблвдается относительно высокая активность гиббе -реллинов оо отношении я контролю. Это хорошо видно при определении активности гиббереллияоподобных веществ (ГПВ) в листьях растений в фазе 5-6 листьев, где во всех вариантах облучения активность ГШ больше, чем в контроле. Так, в "варианте Z2 Гр в четырег зонах хроматограмыы ( Rf» 0,12; 0,33; 0,53; 0,73) активность ПШ изменяется в пределах 25-49%, а в контроле она составляет 3-IIÍ. В варианта! 3 и 30 Гр ГПВ располагаются "тагам в четырех зонах, с наибольшей активностью Zl% (рис.б).

В фазе цветения в вариантах 3 и 12 Гр количество зон и активность ПШ остаются ramo», чем в контроле. Синтезированные а большом количестве гиббередлины, по-видимому, способствует образовали» ауксинов, которые, в своп очередь, расходуется на образование генеративных органов. Поэтому, как ухе отмечено s наших исследованиях, в облученных вариантах образуется больше плодовых кистей и бутонов, чем в контроле.

Характерный дкя фазы пдодообразования является то обстоятельство, что в вариантах 12 и 30 Гр количество эон.и актив- ^ несть ГПВ имдапе, чем в контрольном варианте. Если в предав дущих фазах эндогенные ГПВ располагались в основном в четырех зонах, то в фазе плодообразования - в двух с Rf» 0,11 я 0,83 (вариант 12 Гр) я Rf- 0,13 я 0,78 (вариант 30 Гр). Причем, -

раза 5-6 листьев

№ to

ÍS 40 j9

ю-ViSO-да ■

j0

га a ■

ля

a jj

ais ' P+*

rfrk ¡TMI

av

W

Isa«««»

7H7-I

40

SO

40

JO

го

фаза цветения

oy¡

^fí ■ -двПІ Jfñ fbñ

фаза пладоабразоаамия

аз/

■■din

ом

м „ ГШ

Üt3

Пн

Контроль

JQ>

ПГр

Мір

Рвс.б. Эндогенные гиббервллиноподобкцэ верства в листьях, томатов на различных фазах онтогенеза растений, при предпосевной гамма-облучении семян* - •

Высота колонок соответствует приросту проростков гороха, выращенных на эдиатах из экстрактов с различный ЕГ (ци$ры*над колонками) по сравнения , с ростом на растворах гиббередловой кислоты . (ПС 0,005 и 0,0IÍ). '

активность ГШ в зонах 0,83 и 0,78 была значительно ниже и составляла соответственно 3 и

Результата наших исследований дают возможность предполагать, что одним из возмогших механизмов радиостицуляционного эффекта, особенно в начальных фазах онтогенеза, является повышение активности и содержания гиббервллиноподобных! веществ в листьях растений. .' \

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭИЕНТШЙССТЬ ПРЕДПОСЕВНОГО ГАШХ--ОЕЛУЧНШЯ СШН ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ ЗАЩЩШНОГОУ ГРУНТА

В тепличном овощеводстве предпосевное облучение семян особенно перспективно в связи с расширением площадей защищенного грунта и повышением удельного веса тепличной продукции . *в валовой сборе овощей. Возможность регулировать условия выращивания растений в защищенном-Грунте способствует стабиль-, ному проявление эффекта радиостимуляции. Это обусловлено незначительными затратами на предпосевное облучение семян, относительно большими и устойчивыми прибавками урожая, более обильным плодоношением, чем и объясняется ее высокая экономическая эффективность.

Расчеты по определенна экономической эффективности, показали, что наибольший чистий доход (4,49 руб/кв.м) с наименьшей себестоимость!) (0,87 руб/кг) получен на высоком фоне удобрений ( М240Р240К240) при облучении семян дозой 5 Гр. Если на обычном фона удобрений чистый доход колеблется в пределах 1,02-3,30 руб., а себестоимость одного кг уроиал 1,12-0,94 руб., то на высоком фоне эти показатели соответственно били: 2,56-4,49 руб. и 0,99-0,87 руб.

Установлено также, что годовой экономический эффект высок на обычном фоне удобрений ( Щ20Р120К120) при дозе 12 Гр * и составляет 22800 руб/га, а уровень рентабельности - 29,8656. На высоком же фоне удобрений С М240Р240К240) при дозе 5 Гр эти показатели соответственно составили:19300 руб/га и 40,45$.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И БНВОДД

Подводя итоги проведенных исследований по изучении дейст- . вия предпосевного гамм а.-о<5 лучения семян тепличных томатов при различном уровне обеспеченности растений минеральными элементами, мокно заключить, что низкие дозы ионизирующих излучений стимулируют рост и развитие растений, увеличивают урожай и улучшают качество получаемой продукции.

К настоящему времени механизм стимулирующего действия ионизирующих радиация не может считаться окончательно выяснен- -ным. Большинство предложенных гипотез рассматривают лишь начальные этапы этого механизма, главным образом, на молекулярном и клеточном уровнях, тогда как, физиологические основы этого явления мало исследованы.

Несмотря на незначительный объем * имеющей ся информации по вопросу влияния ионизирующих излучений на содержание и активность фитогормонов растений^прослеживаетея общая закономерность, которая сводится к тому, что облучение нарушает ба -ланс регуляторов роста в растениях, в результате чего проис- , ходят изменения их роста и развития (Н.Ф.Батыгин, 1974; С.О. Гребинсккй, 1974; Л. Ы. Крюкова, З.В.Ыаовская, 1976;. О.К.Абдрах-манов и др., 1979; P.A. W*rrr, K,U. StoffeZeon, I98IK

Наш исследования по изучению содержания и активности эндогенных регуляторов роста - ауксинов, ингибиторов и гиббе-релдинов, на разных фазах онтогенеза дают возможность предполагать непосредственное участие фитогормонов в явлении радиостимуляции.

/Результаты наших исследований расширяют представления о формировании радиобиологических эффектов при предпосевном облучении семян и согласуются с основными принципами теории А.Ц.Кузина (1970-1977) о ведущей роли структурно-мет&боличес-ких сдвигов в действии радиации на организм.

Обобщение результатов наших экспериментальных исследований дает основание сделать следующие выводы:

I. Установлено, что стимулирующие дозы предпосевного гам- . ма-облучения семян тепличных томатов сорта Юбилейный 261 нахо-

дятся в предела* 3-20 Гр.

2. Подтвержден волнообразный жар актер проявления радио-стимулящонного эффекта по показателям роста, развития и продуктивности растений, выращиваемых из облученных семян с оптимальными дозами 5 и 12 Гр.

3. Эффект радиостимуляции в рассадкой периоде при действии оптимальной дозы 12 Гр выявляется в увеличении высоты и массы растений, количества и ассимиляционной поверхности листьев.

- 4. Стищшфущий эффект предпосевного облучения семян зависит от фона минерального питания. Максимальное повышение урожайности при облучении семян дозами 5 и 12 Гр имеет место на фонах N240P240K240 и NI20PI20KI20. Достоверное повы-сение урожайности на указанных фонах составляет соответственно 15 и 2QÍ.

5. Показано, .что качество плодов зависит от сроков^ созре-вагия, дозы облучения и фона минерального питания* В вариантах

' о облучением семян плоды имели повышенное содержание сухих веществ, общих Сахаров к витамина С.

6. Исследована динамика биологической активности эндогенных регуляторов роста (ауксинов, ингибиторов и гиббереллинов) в листьях томатов сорта Юбилейный 261 при выращивании растений из облученных, и необлученных семян. Показано, что эвдо -генные регуляторы роста образуется в листьях томатов на протяжении всей вегетации, а их содержание и стимулирующая активность в значительной степени зависят от фазы развития и дозы облучения семян. Наибольшее число СТЮфЛИруЩИХ зон ауксинов, . а также гиббереллинов с высокой активность» неблвдается в варианте с облучаемой дозой 12 Гр В начальные фазы онтогенеза.

7. Экономический эффект, полученный от применения метода предпосевного облучения семян тепличных томатов на фоне удобрений NI20PI2QKI20 при дозе облучения 12 Гр составляет 22800 руб/га, а на фоне N 240Р240К240 при дозе облучения

5 - 19300 руб/га.

прдаошшя производстау

На основании результатов наших исследований* для получения высоких и стабильных урожаев тепличных томатов с хорошими качественными показателями плодов рекомен&уем: * I. В теплицах Араратской долины Ары.ССР для выращивания томатов производить предпосевное .гахма-облучение семян дозой 12 Гр.

2* Растения выращивать на фоне минерального питания NPK по 120 кг действуощего вещэства на I га площади.

Основные материалы по теме диссертации опубликованы в следующих работах:

• I. Погосян Г.С. Влияние предпосевного у-облучения семян на рост« развитие и продуктивность томатов а условиях защищенного грунта. -Тезисы докл. Юбилейной сессии, посвященной 60-летию установления советской власти в Армении. Изд. АН АрыССР, Ереван, 1930, с.бб,.

2. Погосян Г.С. ' Перспективы применения предпосевного гамма-облучения семян томатов в условиях защищенного грунта. -Тезисы докл. Научно-практической конференция по продовольственной программа а свете решений Октябрьского (1960) Пленума ЦЕ£ КПСС. Эчмиадзин, 1981, с.95.

3. Погосян Г.С. Изучение эффективности предпосевного гамма-облучения семян на развитие рассады томатов. -Закав - . казская конференция молодых ученых и специалистов "Наука -

- сельскому хозяйству" с участием молодых ученых из ведущих научных цзнтроз страны. Тез. докл. Цахкадзор, 1931, .с,81-82. j

4. Погосян Г.С., Аваяян А.Г., Семерджян С.П. Изучение эффективности предпосевного у -облучения семян томатов в условиях защищенного грунта. -Первая всесоюзная конференция по прикладной радиобиологии. Тез. докл. Кишинев, I9SI,

с.40-41.

5. Погосян Г.С. Эффективность предпосевного гамма-обду-чения семян томатов в условиях защищенного грунта. -Тезисы

до кладов XII республиканской конференция молодых научных сотрудников и аспирантов. Церовани, 1982, с,30.

6. Погосян Г.С. Влияние предпосевного гамма-облучения семян на состав и биологическую активность некоторых эндогенных регуляторов роста растений тепличных томатов. - Ш республиканская научная сессия по вопросам биофизики, посвященная 60-летию образования СССР. Тез. докл. и стецд. сообщений. Изд. АН ApUXP, Ереван» 1982, с.87.

7. Погосян Г.С., Авакян А.Г., Семердкян С.П. Эффективность предпосевного гамма-облучения семян томатов, в условиях защищенного грунта под действием минеральных удобрений. - Доклады ВАСХКИ2, »3, 1983, с.18.

6. Авакян А.Г.; Семерд&ян С.П., Асланян Г.Г., Погосян Г.С., Каэарян С.А. Предпосевное ганма^облучение семян теп -личных томатов и огурцов. -Информационный листок АрыНИШЛИ, 1903, с.33.

9. Погосян Г.С., Авакян А.Г., Семердяиш С.П. Экономическая эффективность предпосевного гамма-облучения семян томатов в условиях защищенного грунта. -Тез. дока. П Всесоюз. вон$. по сельскохозяйственной радиологии. Обнинск, 1984, т.1, с.183.

Подписано к senara 5.12.85г. Зал. 1206 .

ВФ 09177. Тираж 100. Форка* c¡yn. 60X84 І/І6 1,0 п.л.Бесплатно

ЮШ ЕрШ их. К. Маркса, ул. Теряна, 105