Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 16
1.1 Влияние регуляторов роста растений на продуктивность зерновых культур и качество зерна
1.2 Фитогормональная регуляция роста и развития растений 22
1.3 Применение антидотов и элиситоров как индукторов иммунитета
2 Объекты, условия и методы исследований 82
2.1 Объекты и условия проведения исследований 82
2.2 Методы исследований 91
2.3 Схемы, методика и условия проведения полевых опытов 97
3 Результаты исследований и обсуждение 103
3.1 Экзогенная регуляция посевных качеств семян и роста проростков озимой мягкой пшеницы
3.1.1 Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на посевные качества семян озимой мягкой пшеницы
3.1.2 Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на посевные качества семян озимой мягкой пшеницы, пораженной фузариозом
3.1.3 Антидотная активность препаратов метионин, фуролан и их композиции в отношении к гербициду 2,4-Д
3.1.4 Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на устойчивость проростков озимой пшеницы к водному стрессу
3.1.5 Влияние обработки растений озимой пшеницы сорта Краснодарская препаратом фуролан на посевные качества зерна
3.2 Биохимическая характеристика влияния препаратов фуролан, метионин и их композиции на рост проростков озимой пшеницы
3.2.1 Влияние препаратов фуролан, метитонин и их композиции на оводненность проростков
3.2.2 Воздействие экзогенных регуляторов роста фуролан, метионин и их композиции на содержание свободной ИУК и 2,4-Д в листьях проростков озимой пшеницы
3.2.3 Влияние препаратов фуролан, метионин и их композиции на содержание белка, РНК, ДНК и суммы свободных аминокислот в проростках озимой пшеницы
3.2.4 Воздействие экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на содержание пигментов в листьях проростках озимой пшеницы сорта Краснодарская
3.2.5 Влияние экзогенных регуляторов роста на анатомо- морфологическое строение листьев проростков озимой пшеницы
3.2.6 Влияние экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на содержание фенолкарбоновых кислот в проростках пшеницы
3.3 Влияния экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на продукционный процесс растений озимой пшеницы
3.3.1 Влияние экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на рост и накопление биомассы растений озимой пшеницы
3.3.2 Влияние экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на фотосинтетический потенциал
3.3.3. Влияние экзогенных регуляторов фуролана, метионин и их композиции на структуру урожая и биологический урожай озимой пшеницы
3.4. Влияние препаратов фуролан, метионин и их композиции на урожай зерна озимой пшеницы в производственных опытах
3.5 Влияние препаратов фуролан, метионин и их композиции на качество зерна озимой пшеницы
3.6 Экономическая эффективность применения композиции препаратов фуролан и метионин на озимой пшенице
Заключение 298
Списк использованных источников
- Фитогормональная регуляция роста и развития растений
- Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на посевные качества семян озимой мягкой пшеницы
- Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на устойчивость проростков озимой пшеницы к водному стрессу
- Воздействие экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на содержание пигментов в листьях проростках озимой пшеницы сорта Краснодарская
Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение производства высококачественного зерна является одной из важнейших задач современного растениеводства и важнейшей составляющей мировой экономики. С каждым годом возрастает потребность в увеличении производства зерна, в связи с большой его народнохозяйственной, а также социальной значимостью. Краснодарский край - один из ведущих производителей зерна в нашей стране, поскольку валовой сбор зерна составляет около 35 % от объема производства его в Южном федеральном округе, 10 % - на территории России (B.C. Шевелуха, 1992, И.М. Коданев,1976).
При возделывании озимой пшеницы широкое применение нашли гербициды группы 2,4-дихлорфеноксикарбоновых кислот (2,4-Д) и его производных для снижения вредоносности сорной растительности. Гербициды оказывают токсическое действие не только на сорные, но и на культурные растения, снижая их продуктивность и качество зерна. Для решения этой проблемы актуально использование антидотных препаратов, снижающих отрицательное воздействие гербицидов на продукционный процесс. Обработка гербицидами, нарушая обменные процессы в растительном организме, способствует снижению сопротивляемости культурных растений к поражению фитопатогенными организмами. При этом для защиты посевов от них применяют бактерициды и фунгициды, что является экологически не безопасным и дорогостоящим приемом (Н.Н. Мельников и В.А. Козлов, 1996, В. Галиулин, 1999, Е.И. Давидюк, 2001, М. Г. Сафаров, 2004, Е.К. Яблонская и др, 2013).
В связи с этим актуально использование индукторов иммунитета, в том числе антидотов, обладающих элиситорной активностью, в качестве эффективного агротехнического приема, позволяющего повысить адаптационные возможности растений, снизить загрязнение окружающей среды пестицидами, обеспечить получение экологически чистой продукции и понизить ее себестоимость. К таким препаратам относятся аминокислота метионин, являющаяся предшественником этилена (стрессового гормона) в растениях (Д. Нельсон, М. Кокс, 2012) и созданный в ФГБОУ ВПО КубГТУ регулятор роста растений препарат фуролан. Известно, что фуролан повышает продуктивность растений пшеницы, улучшает физико-химические показатели качества зерна, повышает устойчивость растений к поражению грибными заболеваниями и засухе, является антидотом гербицида 2,4-Д (Е.К. Яблонская и др., 2007, 2011). Метионин применяется для повышения устойчивости растений пшеницы и др. культур к поражению бактериозами (Котляров В.В., 2012; Яблонская Е.К., Котляров В.В., 2012). Они малотоксичны, применяются в микродозах, экологически безопасны. Однако физиолого-биохимические закономерности элиситорной, антистрессовой, а также антидотной активности композиции метионина и фуролана к гербициду 2,4-Д, являющемуся действующим веществом большинства современных
гербицидов, и ее влияние на формирование продуктивности и качества зерна не изучалось.
Диссертационная работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии растений ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» в соответствии с тематическим планом НИР (№ регистрации 01201153630) и гранта РФФИ № 08-04-99074 «Изучение молекулярных основ снижения токсического воздействия гербицидов на качество зерна пшеницы» (руководитель - Е.К. Яблонская)
Цель исследований - установить физиолого-биохимические закономерности действия композиции препаратов фуролан и метионин на устойчивость растений озимой мягкой пшеницы к гербициду 2,4-Д, поражению фузариозом, формирование продуктивности и качество зерна.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:
изучить физиолого-биохимические особенности влияния аминокислоты метионин и композиции препаратов фуролан и метионин в качестве антидотов гербицида 2,4-Д, на посевные качества семян (всхожесть, длину и массу проростков) и рост проростков озимой мягкой пшеницы;
установить физиолого-биохимические закономерности влияния композиции препаратов фуролан и метионин на снижение токсического воздействия гербицида 2,4-Д на рост растений озимой пшеницы;
- выявить особенности воздействия композиции препаратов фуролан и
метионин на устойчивость растений озимой мягкой пшеницы к поражению
фузариозом;
- установить физиолого-биохимические закономерности повышения
устойчивости к засухе растений озимой мягкой пшеницы под действием
композиции препаратов фуролан и метионин;
выявить влияние препаратов фуролан, метионин и их композиции на содержание промежуточных метаболитов в синтезе лигнина в листьях проростков озимой мягкой пшеницы;
дать физиологическое обоснование влияния композиции препаратов фуролан и метионин на снижение токсического воздействия гербицида 2,4-Д и на формирование продуктивности озимой мягкой пшеницы;
- обосновать и разработать технологический прием использования
композиции препаратов фуролан и метионин для снижения токсического
влияния гербицида 2,4-Д на урожай и качество зерна озимой пшеницы,
определить его экономическую эффективность.
Теоретическая значимость работы состоит в получении новых знаний в области физиологии и биохимии устойчивости растений озимой мягкой пшеницы к абиотическим (засуха) и биотическим (фузариоз) стрессорам и к гербицидам (гербицид группы 2,4-Д).
Разработана новая научная идея, обогащающая научную концепцию проявления у растений сопряженной устойчивости к комплексу стрессовых факторов, касающаяся использования антидотов гербицидов группы 2,4-Д
(композиция препарата фуролан и метионин) для одновременного повышения устойчивости к растений озимой мягкой пшеницы к засухе, фузариозу, токсическому воздействию гербицидов.
Впервые использован комплекс аминокислоты метионин -предшественника антистрессового гормона растений этилена (Д.Нельсон, М.Кокс, 2012) и препарата фуролан (2-(фурил-2)-1,3-диоксалана) для установления физиолого-биохимических закономерностей проявления сопряженной устойчивости растений озимой мягкой пшеницы к комплексу стрессоров (засуха, гербицид 2,4-Д, фузариоз).
Установлены закономерности влияния композиции препаратов метионин и фуролан на водный режим, анатомо-морфологическое строение листьев в связи с устойчивостью к низкой влагообеспеченности, синтез белка, фитогормональный статус и содержание фенолкарбоновых кислот, являющихся предшественниками в синтезе лигнина, повышающих устойчивость растений озимой мягкой пшеницы к поражению фузариозом.
Научная новизна результатов исследований. Расширены теоретические представления о физиолого-биохимических закономерностях неспецифической устойчивости растений озимой пшеницы к абиогенным и биогенным стрессорам. Впервые установлено влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на содержание эндогенной АБК и ИУК, повышающих устойчивость растений к действующему в данный момент стресс-фактору и одновременно к ряду других стресс факторов. Для композиции препаратов метионин и фуролан установлено комплексное проявление антидотной активности к гербицидам группы 2,4-Д и элиситорной активности, повышающей устойчивость растений озимой мягкой пшеницы к поражению фузариозом. Установлено, что аминокислота метионин, используемая для борьбы с корневыми гнилями злаков, вызванными бактериозами и фузариозом, проявляет антидотную активность к гербициду 2,4-Д.
Выявлены физиолого-биохимические особенности элиситорного влияния препаратов фуролан, метионин и их композиции на ответные реакции растений озимой мягкой пшеницы на воздействие фузариоза.
Установлено, что изменение уровня эндогенных АБК и ИУК под действием композиции метионина и фуролана способствует росту устойчивости растений к абиотическим и биотическим стрессорам. Установлено, что композиция препаратов метионин и фуролан ускоряют разрушение гербицида 2,4-Д в листьях озимой мягкой пшеницы.
Дано теоретическое и экспериментальное обоснование использования композиции препаратов метионин и фуролан для повышения неспецифической полевой устойчивости растений озимой пшеницы к комплексу биогенных и абиогенных стрессоров. Доказано, что применение композиции препаратов фуролан и метионин одновременно повышает устойчивость растений озимой пшеницы к засухе, воздействию гербицидов группы 2,4-Д и фузариозу.
Обоснована технология совместного внесения композиции препаратов метионин и фуролан с гербицидом группы 2,4-Д при выращивании озимой мягкой пшеницы. Установлено, что композиция препаратов фуролан и метионин снижает отрицательное влияние гербицидов группы 2,4-Д на качество зерна озимой мягкой пшеницы, повышает массу 1000 зерен, содержание белка и клейковины в зерне и улучшает ее качество.
Практическая значимость работы. Предложена стратегия управления продукционным процессом озимой мягкой пшеницы с использованием композиции метионина и фуролана, применение которой позволит снизить токсическое действие гербицидов на формирование продуктивности и качество зерна, повысить устойчивость растений к поражению фузариозом.
Разработаны методики определения содержания свободных АБК и ИУК в растениях озимой мягкой пшеницы методом капиллярного электрофореза.
Для улучшения посевных качеств семян озимой пшеницы и повышения устойчивости проростков к засухе предложено использовать композицию препаратов фуролан и метионин в виде их водного раствора путем предпосевной обработки семян.
Для снижения токсического действия гербицидов, повышения устойчивости озимой пшеницы к поражению фузариозом, урожая зерна и улучшения его качества предложено использовать композицию препаратов фуролан и метионин (по 5 г/га каждого препарата) совместно с внесением гербицида при обработке вегетирующих растений в фазу конца кущения -начало выхода в трубку.
Совместное применение комплекса препаратов фуролан и метионин с гербицидами группы 2,4-Д при возделывании озимой мягкой пшеницы позволяет ускорить разрушение гербицида в листьях, повысить урожай зерна и улучшить его качество.
Основные результаты и выводы могут быть использованы в учебном процессе по дисциплине физиология и биохимия растений, а также в отдельных спецкурсах.
Методология и методы исследований. Теоретическую и методологическую основу исследований составили труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам адаптации растений к стрессовым факторам. Исходной информационно-эмпирической базой исследований послужили научные труды ведущих ученых в области физиологии и биохимии растений, материалы научно-практических конференций, а также данные полученные в ходе исследований. Характер исследуемых объектов и задачи исследования обусловили необходимость применения таких теоретических методов, как постановка проблемы, построение гипотезы, а также научные теории, проверенные практикой. При планировании исследований применялись такие информационные издания, как научные статьи, монографии, научные обзоры, материалы конференций и другие материалы. Теоретико-методологическую основу исследований составили
б
лабораторные, лабораторно-полевые и полевые методы исследований с использованием общепринятых методов изучения морфологии, физиологии и биохимии и статистической обработки полученных данных, а также расчет экономической эффективности. Методика исследований базировалась на теории планирования многофакторных экспериментов и регрессионном и дисперсионном анализе. Полученные данные регистрировались современными измерительными средствами, прошедшими государственную поверку. Использованные методы базируются на системном подходе и общепризнанных апробированных методиках, применяемых в научных исследованиях с озимой мягкой пшеницей, а так же новых методиках исследований, защищенных патентами РФ. Результаты экспериментальных исследований обрабатывались на ПЭВМ с использованием пакета программы «STATISTICA» и «EXCEL».
Основные положения, выносимые на защиту.
Препарат метионин и его композиция с фуроланом улучшают посевные качества семян озимой пшеницы и повышают их устойчивость к водному дефициту и к поражению фузариозом.
Препараты фуролан, метионин и их композиция снижают отрицательное воздействие гербицида группы 2,4-Д на рост, фотосинтетическую деятельность и устойчивость к поражению фузариозом растений пшеницы в период вегетации.
Особенности влияния препаратов фуролан, метионин и их композиция на растения озимой мягкой пшеницы имеют важное значение для понимания особенностей формирования сопряженной устойчивости, позволяющей растениям противостоять воздействию неблагоприятных факторов среды различной природы.
Композиция препаратов фуролан и метионин снижает токсическое действие гербицидов группы 2,4-Д, обеспечивая получение высокого качества зерна и повышение урожайности озимой мягкой пшеницы. Экономическая эффективность применения препаратов и их композиции совместно с гербицидами группы 2,4-Д при возделывании озимой мягкой пшеницы.
Степень достоверности полученных результатов. Результаты, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, обоснованы экспериментальными исследованиями, проведенными в лабораторных, опытно-полевых и производственных условиях, достоверность полученных результатов обеспечивалась использованием современных методов анализа и подтверждена статистической обработкой экспериментальных данных и результатами внедрения на территории РФ.
Апробация и реализация результатов исследований. Результаты исследований представлены на международных конференциях: IV международной конференции молодых ученых «Биология: от молекулы до биосферы» (Киев, 2009 г), VIII международной научно-практической конференции «Дни науки», секция Биологические науки (Чехия, Прага,
2012г.) Материалы II Международной виртуальной интернет-конференции (2013г., .), Годичное собрание ОФР. Всероссийская научная конференция с международным участием «Инновационные направления современной физиологии растений» (Москва, 2013 г.), Международная научно-практическая конференция (Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2014 г.); всероссийских научно-практических конференциях: IV Съезде российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности растениеводства и животноводства - путь к рентабельному производству» (Москва, 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Повышение эффективности растениеводства и животноводства - путь к рентабельному производству» (Москва, 2008 г.), 2-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса», (Краснодар, 2008 г.), VII съезде Общества Физиологов России (Нижний Новгород, 2011 г), VI Всероссийской конференции молодых ученых «Стратегия взаимодействия микроорганизмов и растений с окружающей средой» (Саратов, 2012 г.), Годичное собрание ОФР, Всероссийская научная конференция с международным участием «Инновационные направления современной физиологии растений» (Москва 2013 г.), Третий Всероссийский съезд по защите растений «Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем» (Санкт-Петербург, 2013 г.), VII международной заочной научно-практической конференций (Новосибирск, 2013 г.), VII и VIII международные заочные научно-практические конференции (Новосибирск,
2014 г.); на ежегодных конференциях Кубанского государственного
аграрного университета «Энтузиасты аграрной науки» (Краснодар 2008-
2015 гг.); на конференциях получателей грантов регионального конкурса
«Юг» РФФИ и администрации Краснодарского края «Вклад
фундаментальных исследований в развитие современной инновационной
экономики Краснодарского края» (Краснодар, 2008-2010 гг.).
Работы по внедрению технологического приема, включающего применение препарата фуролан, а также композиции препаратов фуролан и метионин с гербицидами группы 2,4-Д проводились по мере выполнения поэтапно в ОАО АФ им. Шевченко Щербиновского района (2008 г.), ОПХ «Центральное» ФГБНУ СКЗНИСиВ (2011 г.), ОАО «Кубань» Павловского района Краснодарского края (2011-2014 гг.), опытное поле Учхоза «Кубань» КубГАУ (2011-2012 гг.), а также в Волгоградской и Курганской областях (2015 г.), в Ставропольском крае (2012-2014 гг.) и АР Крым (2015 г.)
Личный вклад соискателя в проведении научных исследований и получении наиболее существенных научных результатов состоит в следующем:
- определение актуальной проблемы в области физиологии и биохимии растений и отрасли растениеводства и разработка программы исследований в этом направлении;
- непосредственное участие в закладке опытов и проведении научного
эксперимента;
получение исходных данных, их обработка и интерпретация;
личное участие в апробации результатов исследований;
личное участие в разработке методик определения содержания ИУК и АБК методом капиллярного электрофореза в растениях озимой мягкой пшеницы;
- обобщение полученных результатов исследований, их публикация в
различных научных изданиях, в т.ч. в рекомендованных журналах ВАК.
Публикации результатов исследований Основные положения диссертационной работы опубликованы в 47 научных работах, в том числе: в 2 монографиях, 1 учебном пособии для магистров, 32 статьях (12 в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ, в том числе 10 после защиты кандидатской диссертации), 6 патентах.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения, рекомендаций производству, списка использованных литературных источников и приложений. Диссертация изложена на 337 страницах основного печатного текста; содержат 222 таблицы, 24 рисунка и 12 схем; список литературных источников включает 276 ссылок, в том числе 75 иностранных авторов.
Фитогормональная регуляция роста и развития растений
Применение регуляторов роста растений позволяет усиливать хозяйственно-ценные признаки и свойства растений при районировании сортов: увеличить урожай, повысить устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды, включая засухо- или морозостойкость растений, ускорить созревание, предотвратить полегание посевов, повысить устойчивость растений к патогенам и улучшить качество урожая [30-33].
Регуляторы роста, как природного происхождения, так и синтетические активно влияют на метаболизм растения [24,29,30].
Они являются эффективным дополняющим приемом в интенсивных технологиях, способствуют продвижению системы земледелия на совершенно новую ступень развития, не заменяя элементы технологии возделывания [29, 34].
Комплексное внесение удобрений, пестицидов и регуляторов роста при возделывании озимой пшеницы способствует повышению урожайности до 30% при улучшении качества продукции [11, 35]. Благодаря современным достижениям молекулярной биологии, фитофизиологии, микробиологии, биохимии, химии и других наук, регуляторы роста растений стали не только объектом, но и инструментом биотехнологий, применяемых в селекции высокопродуктивных устойчивых к неблагоприятным условиям среды сортов сельскохозяйственных культур, и обязательным приемом в интенсивных технологиях, максимально реализующих потенциал продуктивности растений [24, 29-33].
На экспрессию генов растительных организмов влияют гормональные и другие вещества, в результате которых происходит репрессия или дерепрессия определенных участков генотипа, обуславливающих соответствующую активность морфологических процессов и биохимических реакций. Особенность действия гормонов - изменение концентрации специфических мРНК в клетках-мишенях. Биологически активные вещества участвуют в регуляции экспрессии генов на уровне стабильности мРНК [26, 34, 37]. Так например, обработка гибберелловой кислотой проростков кукурузы приводит к удлинению поли-(А)-последовательностей мРНК. Это связано с участием других фитогормонов, таких как этилен и абсцизовая кислота, стабилизирующих специфические мРНК [1, 37, 40-48, 51].
Условия внешней среды оказывает влияние на скорость и направленность распада, передвижения и отложения, синтеза органических веществ, определяющих качество и величину и урожая. Вследствие этого большинство агротехнических приемов направлено на управление процессами развития и роста растений [29, 32, 33, 49]. Особую роль, чаще негативную, в процессах обмена веществ играют стрессоры. В условиях стресса подавляется синтез белка, снижается функциональная активность ДНК, повышается содержание пролина, изменяется водный режим в клетках и возрастает их осмотический потенциал, подавляются поглощение и транспорт ионов, снижаются синтетические процессы и усиливаются гидролитические, уменьшается биологический урожай и его качество [1, 34, 39].
Большие концентрации удобрений и пестицидов могут восприниматься растениями как стрессовые факторы, к которым растения филогенетически не приспособлены [1].
Воздействие внешних факторов может приводить к повышению устойчивости клеток и стимуляции репарационных процессов в них, синтезу шоковых белков, что способствует повышению устойчивости растений к неблагоприятным факторам [1, 39, 50]. Разработка новых технологий позволяют реализовать генетически заложенный в растении уровень продуктивности, который в условиях производства реализуется лишь на 20-30%. Главная причина этого -несоответствие применяемых технологий генетическому потенциалу сортов и гибридов. Степень такого несоответствия выражается в уровне снижения урожайности, по сравнению с потенциальной [50, 51 - 55].
Генетическую информацию, заложенную в генетическом фонде растения, никогда не реализуют полностью, а используют только ее часть в зависимости от конкретных условий. В связи с этим активация различных частей генома, приводящая к интенсификации роста и развития, обусловливает наиболее полное проявление потенциальных возможностей растительного организма и повышение его продуктивности [36, 38].
Регуляторы роста как синтетические, так и природного происхождения не являются источником питания, в малых количествах влияют на жизненные процессы растений и не оказывают токсического действия. Они повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды (избытку влаги или засухе, экстремальным температурам) и устойчивость растений к фитопатогенам [38, 46, 47].
Современные представления в области физиологии растений указывают на то, что направление в передвижении пластических веществ в растительном организме определяется как составом, так и количеством и соотношением регуляторов роста [29, 34].
При попадании в организм физиологически активные вещества включаются в обмен веществ или оказывают на него опосредованное воздействие, изменяя обмен веществ, способствуя изменению уровня метаболизма растений, создавая предпосылки для управления их продуктивностью [36, 38].
Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на посевные качества семян озимой мягкой пшеницы
Для изучения влияния препаратов фуролан и метионин и их композиции при проведении технологических приемов возделывания на формирование продуктивости, устойчивости растений к абиотическим и биотическим стрессовым факторам, а также качество зерна использовались сорта озимой пшеницы Краснодарская 99, Таня, Иришка, Фортуна и Юка селекции Краснодарского НИИСХ им. П. П. Лукьяненко, отличающиеся повышенным потенциалом к накоплению белка и интенсивностью роста [82]. Сорт Краснодарская 99 включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2003, а Украины в 2006 году. Защищен патентом РФ (авторы: Ю.М. Пучков, Т.Д. Набоков, Н.П. Фоменко, Л.А. Беспалова, Т.Ф. Солярек). Получен методом внутривидовой гибридизации и четырехкратным индивидуальным отбором в F2, F3, F4 и F7 из гибридной комбинации КН 2665Г10233/КН 4695И449//КН 2621И24-82.
Сорт полукарликовый, высота растений около 90 см, высокоустойчив к полеганию. Среднеспелый. Форма куста полупрямостоячая. Опушение верхнего узла отсутствует или очень слабое. Восковой налет на колосе, листовой пластинке и влагалище флагового листа средний, на верхнем междоузлии сильный. Разновидность lutescens. Колос цилиндрический, плотный, белый. Остевидные отростки короткие, размещены на верхушке колоса. Нижняя колосковая чешуя на внутренней стороне имеет среднее опушение и мелкий рисунок. Плечо прямое, средней ширины, зубец короткий, слегка изогнутый. Зерновка яйцевидная, окрашенная, крупная, бороздка неглубокая, хохолок короткий. Качество зерна высокое, занесен в список сортов, формирующих "ценное" зерно. На фоне искусственного заражения высокоустойчив к пыльной головне. Устойчив к стеблевой ржавчине. Имеет полевую устойчивость к желтой ржавчине. Среднеустойчив к септориозу и мучнистой росе. Восприимчив к бурой ржавчине и фузариозу колоса. Сорт засухоустойчивый, морозостойкость выше средней степени. Допущен к использованию в производстве по Северо-Кавказскому региону, в первую очередь по лучшим предшественникам на высоком и среднем агрофоне: многолетним травам, черному пару, занятым парам, гороху, рапсу. При создании высокого агрофона можно рекомендовать подсолнечник, сахарную свеклу. Категорически запрещено размещение после кукурузы на зерно. Возделывается по всему Северо-Кавказскому региону. Рекомендуется высевать в оптимальные для зоны сроки, допускается посев в конце оптимальных сроков сева. Норма высева 5 млн. всхожих семян на 1 га. Возделывается по всему Северо-Кавказскому региону. Рекомендуется высевать в оптимальные для зоны сроки, допускается посев в конце оптимальных сроков сева. Норма высева 5 млн. всхожих
Сорт Иришка включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2009 году. Защищен патентом РФ (авторы: Л.А.Беспалова, О.Ю.Пузырная, Н.П.Фоменко, Ю.М.Пучков, А.А.Романенко и др.). Получен методом массового (в F2), индивидуального (в F3, F6, F8) отбора из гибридной комбинации, полученной от скрещивания безлигульной линии мутантного происхождения с сортами Обрий и Скифянка.
Сорт Иришка относится к группе короткостебельных сортов, на 4-5 см ниже сорта Батько. Высокоустойчив к полеганию, не осыпается. Скороспелый, колосится и созревает одновременно с сортом Батько.
Форма куста полупрямостоячая-промежуточная. Разновидность lutescens. Колос цилиндрический, средней плотности и длины, белый. Остевидные отростки размещены в верхней части колоса 4-10 мм. Плечо широкое, слегка приподнятое. Зубец колосковой чешуи короткий, прямой. Киль сильно выражен. Зерно крупное, яйцевидное, окрашенное, основание зерна голое, хохолок средне опушен. По данным оригинатора, сорт Иришка характеризуется высоким качеством зерна, соответствующим "сильным" пшеницам. Содержание белка составляет 14,4-15,2 %, клейковины 26,5-28,8 % первой группы качества. Включен Госкомиссией в список "ценных" сортов.
На фоне искусственного заражения устойчив к бурой и стеблевой ржавчине. Средневосприимчив к септориозу и твердой головне. Восприимчив к желтой ржавчине, мучнистой росе и фузариозу колоса. Морозостойкость и засухоустойчивость сорта выше среднего.
Допущен к возделыванию в Северо-Кавказском регионе. Рекомендуется размещать по лучшим и пропашным предшественникам на среднем и высоком агрофоне. Категорически запрещено размещение после кукурузы на зерно.
Возделывается по всему Северо-Кавказскому региону. Рекомендуется высевать в оптимальные для зоны сроки, допускается посев в конце оптимальных сроков сева. Норма высева 5 млн. всхожих семян на 1 га.
Сорт Таня включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ с 2005 года. Защищен патентом РФ (авторы: Л.А.Беспалова, О.Ю.Пузырная, В.Р.Керимов, Ю.М.Пучков, В.А.Алфимов). Получен путем трехкратного отбора из гибридной комбинации методом возвратного скрещивания тритикале с пшеницей. Сорт полукарликовый, на 5-6 см выше стандартного сорта Скифянка, высокоустойчив к полеганию. Среднеранний. Устойчив к осыпанию.Форма куста полупрямостоячая. Растение короткое. Опушение верхнего узла отсутствует или очень слабое. Восковой налет на верхнем междоузлии слабый - средний, на листовой пластинке флагового листа сильный. Разновидность lutescens.Форма колоса от цилиндрической до пирамидальной, средней длины и плотности. Остевидные отростки размещены на 1А колоса, на конце колоса короткие. Нижняя колосковая чешуя на внутренней стороне имеет среднее опушение и средний рисунок. Плечо прямое, средней ширины. Киль выражен средне. Зубец слегка изогнутый, короткий. Зерно крупное, яйцевидной формы, окрашенное, хохолок длинный.
Масса 1000 зерен 45,4-46,5 г, натура 795-810 г/л. По качеству зерна отвечает требованиям ГОСТа, предъявляемым к ценным пшеницам, включен в реестр сортов "филлеров". На фоне искусственного заражения сорт устойчив к мучнистой росе и пыльной головне. Имеет полевую устойчивость к бурой, желтой и стеблевой ржавчине. Среднеустойчив к фузариозу колоса. Средневосприимчив к септориозу. Морозостойкость выше средней, засухоустойчивость высокая. Допущен для возделывания в Северо-Кавказском регионе. Хорошо удается практически по всем предшественникам на высоком и среднем агрофоне. Один из немногих сортов, рекомендуемых для посева после кукурузы на зерно. Возделывается по всему Северо-Кавказскому региону. Рекомендуется высевать в оптимальные для зоны сроки, допускается посев в конце оптимальных сроков сева. Норма высева 5 млн. всхожих семян на 1 га.
Влияние препаратов метионин, фуролан и их композиции на устойчивость проростков озимой пшеницы к водному стрессу
Разность среднего значения показателей опытных и контрольного вариантов выражается величиной больше НСРо,95, значит разница между вариантами опытов достоверна, так как F фактический (F факт.) в вариантах
Наибольшее влияние имеет фактор А - препарат фуролан (53,99 %), меньшее - фактор В - метионин (30,37 %) и взаимодействие факторов АВ (13,95 %) достоверно.
Таким образом, препараты фуролан и метионин способствуют сохранению массы побегов проростков озимой пшеницы, при совместном применении препаратов наблюдается явление синергизма действия. В результате двухфакторного дисперсионного анализа влияния препаратов на сохранение массы корней проростков озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 при водном стрессе выявлено: Результаты двухфакторного дисперсионного анализа влияния препаратов на сохранение массы корней проростков озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 при водном стрессе Источник вариации Сумма квадратов Дисперсия Бфакт Ртабл.о95 Влияниефактора,% Фактор А 722,30 722,30 214,58 6 87,86 Фактор В 92,41 92,41 27,45 6 11,24 Взаимодействие АВ 6,31 6,31 1,87 6 0,007 3. Наибольшее влияние имеет фактор А - препарат фуролан (87,86 %), меньшее - фактор В -метионин (11,24 %) и влияние взаимодействия факторов АВ несущественно.
Таким образом, наибольшее влияние на сохранение длины и массы проростков озимой пшеницы при воздействии на них водного стресса оказывает препарат фуролан, обладающий антистрессовой активностью. Препарат метионин в меньшей степени проявляет антистрессовую активность (Рис.7).
Явление синергизма при воздействии композиции этих двух препаратов на устойчивость проростков к водному стрессу наблюдается при сохранении массы в побеговой системе проростков.
Предпосевная обработка семян озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 препаратами фуролан, метионин и их композицией позволяет растениям проявить индуцированную неспецифическую сопряженную устойчивость к биотическим (фузариоз) и абиотическим (водный стресс) факторам и гербициду группы 2,4-Д. При этом воздействие на растения озимой пшеницы испытываемых препаратов можно рассматривать, как элиситорное, активирующее запуск каскада защитных реакций. В результате повышается всхожесть семян, жизнеспособность проростков, что позволят получить более адаптированные растения и, как следствие, повысить их продуктивность и улучшить посевные качества семян.
Установлено, что в результате последействия фуролана, всхожесть зерна озимой пшеницы повышается на 4 %, при этом более активно протекают ростовые и синтетические процессы в проростках в сравнении с контролем.
Это может быть обусловлено более интенсивным использованием потенциала запасных веществ эндосперма.
Ранее было установлено, что обработка растений озимой пшеницы препаратом фуролан в процессе вегетации позволяет повысить стекловидность зерна. Это обусловлено увеличением содержания в эндосперме запасного белка, а также крупных и средних по размерам и снижением содержания мелких крахмальных гранул [206,233,234].
При прорастании семян пшеницы синтез мРНК в запасающих тканях начинается рано, но массированный синтез белков, обеспечивающих мобилизацию запасных веществ семени, связан с РНК, образующимися через 2-4 дня после начала прорастания. В связи с этим можно предположить, что синтез а-амилазы начинается спустя 48 часов от начала прорастания [205,226].
Поэтому для подтверждения роли В-амилазы в процессе гидролиза крахмала на ранних этапах прорастания семян озимой пшеницы было изучено влияние актиномицина Д - ингибитора транскрипции, к которому чувствителен синтез новой мРНК и зависящий от нее синтез белка, на длину проростков озимой пшеницы (табл. 62) [226,231].
Таблица 62 - Влияние актиномицина Д на длину этиолированных трехдневных проростков семян озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, см [226, 244]
Фуролан увеличивал длину побеговой системы трехдневных проростков на 23,7 % и корневой системы проростков - на 6,6 % в равнении с контролем. Актиномицин Д уменьшал длину как побеговой, так и корневой систем проростков озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 в контрольном варианте опыта на 25,1 % и 32,3 %, соответственно, в сравнении с контролем. В варианте с препаратом фуролан актиномицин Д уменьшал длину побеговой системы проростков на 29,3 % и корней - на 11,6 % в сравнении с контролем. Фуролан не оказал значимого влияния на воздействие актиномицина Д на длину корней трехдневных проростков озимой пшеницы. Это позволило предположить, что развитие корневой системы определяется группой долгоживущих мРНК, на стабильность которых актиномицин Д не оказывает влияния. Однако, наблюдалось большее увеличение длины побеговой системы в варианте с фуроланом, что может быть связано с лучшим протеканием гидролитических процессов и большим поступлением продуктов гидролиза в побеговую часть проростков из семени [226,231].
На основании двухфакторного дисперсионного анализа по значениям типов дисперсии факторов А (актиномицин Д), В (фуролан) и их взаимодействия (АВ) определены их доли вкладов в сохранение длины и массы проростков озимой пшеницы (табл. 63 - 66).
Воздействие экзогенных регуляторов фуролан, метионин и их композиции на содержание пигментов в листьях проростках озимой пшеницы сорта Краснодарская
Ранее было установлено, что в благоприятных условиях роста и развития препарат фуролан проявляет ретардантные свойства, уменьшая высоту растений, в связи с сокращением длины 1-3 междоузлий, и увеличения ТОЛЩИНЫ СТеНОК СОЛОМИНЫ. Совместное внесение препаратов с 2,4-Д увеличивает длину междоузлий по всей длине соломины, в сравнении с 2,4-Д.
При совместном внесении фуролана с метионином и 2,4-Д сохраняются его ретардантные свойства, что проявляется в утолщении стенок соломины пшеницы по всей ее длине и, особенно, у 1 - 3 междоузлий. Результаты определения влияния экзогенных регуляторов роста на рост растений озимой пшеницы в условиях засухи в июне 2012 г приведены в таблице 136.
Условия июня 2012 г по сравнению с июнем 2011 г были менее благоприятные для роста растений и формирования урожая. В июне 2012 г максимальная температура воздуха достигала 38 С, а количество выпавших осадков не превышало 15 мм.
В связи с засухой интенсивность ростовых процессов снижалась, что способствовало уменьшению высоты растений в фазу молочной спелости в 2012 г на 46% в сравнении с 2011 г.
Установлено, что гербицид достоверно снижает высоту растений на 2,76 см (6,8 %) в сравнении с контролем. Так же гербицид ингибирует рост 1-4 междоузлий соломины. Совместное внесение препаратов фуролан, метионин и их композиции с 2,4-Д снижает его токсическое действие на рост растений, что проявляется в увеличении их высоты на 8 см (19,7 %) - 12,2 см (29,8 %), в сравнении с гербицидом.
Совместное внесение препаратов с 2,4-Д увеличивает длину междоузлий по всей длине соломины, в сравнении с 2,4-Д.
На основании двухфакторного дисперсионного анализа по значениям типов дисперсии факторов А (фуролан), В (метионин) и их взаимодействия (АВ) определены их доли вкладов влияния на высоту растений озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 (табл. 137 -148).
В результате дисперсионного анализа влияния препаратов на высоту растений озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 выявлено: 1. Существенные различия между вариантами опытов.
Разность среднего значения показателей опытных и контрольного вариантов выражается величиной больше HCP0j95, значит разница между вариантами опытов достоверна, так как F фактический (F факт.) в вариантах во всех вариантах выше табличных значений (F табл.).
Наибольшее влияние имеет фактор А - препарат фуролан (65,9 %), меньшее - фактор В метионин (16,1%) и взаимодействие факторов АВ (18,0%). В результате дисперсионного анализа влияния препаратов на длину первого междоузлия растений озимой пшеницы выявлено: Таблица 139 - Дисперсионный анализ влияния препаратов на длину первого междоузлия растений озимой пшеницы сорта Краснодарская Источник вариации Сумма квадратов степени свободы Дисперсия Бфакт FTa60,95 Влияние %
Разность среднего значения показателей опытных и контрольного вариантов выражается величиной больше HCP0j95, значит разница между вариантами опытов достоверна, так как F фактический (F факт.) во всех вариантах выше табличных значений (F табл.). Наибольшее влияние имеет фактор А - препарат фуролан (51,3 %), меньшее - фактор В метионин (14,2%) и взаимодействие факторов АВ (6,5%).
Следовательно, в условиях засухи фуролан снижает токсическое действие гербицида на растения озимой пшеницы и сохраняет интенсивность роста второго междоузлия, что согласуется с его антистрессовой активностью.
В результате дисперсионного анализа влияния препаратов на длину третьего междоузлия растений озимой пшеницы выявлено: Существенные различия между вариантами опытов. Таблица 143 - Дисперсионный анализ влияния препаратов на длину третьего междоузлия растений озимой пшеницы сорта Краснодарская Источник вариации Сумма квадратов степени свободы Дисперсия Бфакт FTa60,95 Влияние %
Критерий Стьюдента 2,40 НСР0,95 0,74 2.Разность среднего значения показателей опытных и контрольного вариантов выражается величиной больше НСРо,95, значит разница между вариантами опытов достоверна, так как F фактический (F факт.) Для фактора А и взаимодействия факторов выше табличных значений (F табл.).
Критерий Стьюдента 2,40 НСРо,95 0,40 2.Разность среднего значения показателей опытных и контрольного вариантов выражается величиной больше HCP0j95, значит разница между вариантами опытов достоверна, так как F фактический (F факт.) для фактора А и взаимодействия факторов АВ выше табличных значений (F табл.).
Установлено, что гербицид не существенно увеличивает массу продуктивных стеблей растения озимой пшеницы в связи с повышением числа продуктивных стеблей, однако при этом масса одного продуктивного стебля снижается на 5,5 %, в сравнении с контролем.
Совместное применение метионина с гербицидом повышает массу продуктивных стеблей на 17,3 %, фуролана с гербицидом - на 65,7 % и композиции препаратов с гербицидом - на 66,3 %, в сравнении с гербицидом. Увеличение массы растений пшеницы в вариантах с применением антидотов обусловлено как увеличением числа продуктивных стеблей, так их массы (на 8,3 - 24,7 % в сравнении с гербицидом). На основании двухфакторного дисперсионного анализа по значениям типов дисперсии факторов А(фуролан), В(метионин) и их взаимодействия (АВ) определены их доли вкладов влияния на массу продуктивных стеблей озимой пшеницы (табл. 150-161). В результате дисперсионного анализа влияния препаратов на массу продуктивных стеблей растений озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 выявлено: