Регуляторы роста и их эффективность в сельском хозяйстве

Ростовыми веществами (фитогормонами, ауксинами, стимуляторами, активаторами, ингибиторами, ретардантами т.д.) называют группу веществ, которые регулируют ростовые процессы в растениях.

Ростовые вещества участвуют в процессах клеточного деления, дифференциации тканей, эмбриогенеза. Затрагивая функции ДНК и РНК, они оказывают большое влияние на основные процессы жизнедеятельности: синтез ферментов, дыхание, корневое питания, фотосинтез, передвижение и мобилизацию веществ. Ростовые вещества регулируют физиологические и морфологические корреляции, обеспечивая существование растения как целого; они играют важную роль в регенерации утраченных органов, в переходе растений к генеративному развитию или вхождение в состояние покоя и т.д. Регуляция этих процессов гормонами или их синтетическими аналогами высокоспецифична и не может быть заменена такими традиционными технологическими приемами воздействия, как минеральное удобрение, полив и т.д. [44, 74].

Стимуляция физиологических процессов при воздействии регуляторами роста растений проявляется, как правило, при недостатке в растениях соответствующих фитогормонов, путем сбалансированности гормонального статуса организма. Поэтому считалось, что в практике химической регуляции отсутствуют вещества, управляющие одновременно всеми этапами органогенеза [27].

Вместе с тем, в исследованиях последних лет установлено, что некоторые фиторегуляторы вызывают не стимуляцию процесса, а его индукцию, которая не наблюдается при их отсутствии [29, 34, 51]. В результате происходит экспрессия соответствующих генов, которая сопровождается появлением новых ферментных белков. Это в наибольшей степени свойство препаратов нового поколения (арахидоновая кислота, олигосахариды, эпибрассинолид, эмистим и другие), проявляющие активность уже в крайне низких концентрациях (10-12 - 10-7). Их действие можно рассматривать как сигналы для переключения программы физиологических процессов в организме [64].

По данным исследований В.М.Ковалева, препараты эпибрассинолид, олигосахариды, эмистим в концентрациях 10-7 - 10-10 повышают устойчивость растений зерновых и овощных культур, а так же картофеля к стрессам, активизируют ростовые формообразовательные и функциональные процессы [28].

К биопрепаратам нового поколения, проявляющим активность на растительных организмах в очень низких концентрациях, относятся эмистим и группа экостов.

Влияние этих биопрепаратов было изучено на многих культурах. Так, методом моминолзависимой хемилюминесценции показано, что препараты эмистим и экост увеличивают активность пероксидазной системы гороха, усиливая тем самым пероксидазозависимый иммунитет растений, повышая устойчивость растений к бактериям, вирусам, грибам и другим патогенам. Кроме того, эти препараты могут оказаться антидотами при отравлении растений ксенобиотиками, такими, как тяжелые металлы, пестициды и т.д. [45].

Изучение эффективности эмистима и экоста 1/3 на хлопчатнике в условиях Таджикистана показало, что предпосевная обработка семян эмистимом в дозе 3 мл/100 кг семян + 2 г CuSO4 с последующим опрыскиванием вегетирующих растений им же вначале бутонизации в дозе 1 мл/га является высокоэффективным приемом в борьбе с болезнями хлопчатника. Отмечено снижение зараженности корневыми гнилями на 15,5 - 18,9 %, вилтом на 30,7 - 35,5 %, макроспориозом на 31,3 - 38,6 %, гоммозом на 100 %, что обеспечило сохранение до 6,3 ц/га хлопка - сырца [31].

Испытания экоста 1/6 в полевых условиях показали ,что по своей эффективности против болезней льна он превзошёл стандартный протравитель ТМТД, показав, кроме того, полную защиту от сильной степени повреждения всходов блошкой льняной, а также достоверную прибавку урожайности семян и соломы [33].

Применение эмистима на капусте белокочанной показало, что происходит существенное увеличение урожайности кочанов, снижается количество недогонов, уменьшается поражаемость капусты бактериозами, не ухудшается ее химический состав и значительно снижается количество нитратов.

Испытание эмистима на картофеле показало, что эмистим в сочетании с медным купоросом при предпосадочной обработке клубней обеспечивает достоверное увеличение урожайности клубней картофеля сорта Невский, несколько повышается и средняя масса клубней.

Данные по влиянию препарата эмистим на рост и экологическую устойчивость яблони сорта Антоновка обыкновенная показывают, что при обработке деревьев яблони эмистимом и гуматом натрия наблюдалось, в отличие от необработанных растений, усиление роста побегов на 17-24 %, увеличение размера листовой пластинки на 12-15 % и повышение их устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. Различия в эффекте между эмистимом и эталоном гуматом натрия не наблюдалось. Действие препаратов проявилось на качестве плодов и продуктивности деревьев яблони.

При испытании эмистима на рисе сорта Лиман выявлено, что обработка семян увеличивает высоту растений, длину корней и объем корней.

Обработка семян риса эмистимом усиливает процесс листообразования. Площадь листьев главного побега, боковых и растения при применении эмистима значительно превышает таковые контрольного варианта.

Урожай риса зависит от интенсивности формирования трех основных элементов структуры: продуктивной кустистости, озерненности метелки и массы зерна с растения. При обработке семян риса эмистимом усиливается процесс кущения, значительно повышается озерненность и масса зерна с растения.

Предпосевная обработка семян риса сорта Лиман обеспечила достоверное повышение урожайности зерна на 5,3 ц/га или 10,7 %.

Применение эмистима для предпосевной обработки семян сахарной свеклы - гибрид Дружба МС-34 повысило, по сравнению с контролем, всхожесть на 3,0 %, массу 100 растений на 10,3 %, снизило поражение корнеедом на 3,2 %. При этом эмистим дал лучший эффект, чем эталонный препарат для сравнения - этамон.

Следовательно, из вышеизложенных данных, препарат эмистим при испытании в сети научно-исследовательских учреждений дал положительные результаты на капусте белокочанной, картофеле, яблоне зимних сортов, рисе, сахарной свекле, увеличив урожайность культур, повысив качество растениеводческой продукции [15].

В настоящее время существенным дополнением к методам традиционной селекции растений на устойчивость к вирусным заболеваниям являются приемы индуцирования неспецифической, или горизонтальной устойчивости у ним в процессе онтогенеза [51]. Среди таких способов активации защитных реакций к вирусным патогенам особый приоритет в последние годы получило применение метаболитов элиситоров из патогенных грибов, в частности арахидовой кислоты. В связи с этим представляют интерес препараты симбионт и эмистим [35, 50, 66].

Испытаниями эмистима на модельных растениях с генетически разными типами защитных реакций против вирусных патогенов установлено, что регулятор роста в диапазоне 10-2 - 10-4 % является высокоэффективным индуктором устойчивости пасленовых к вирусным болезням [59].

Использование регуляторов роста для повышения устойчивости растений к неблагоприятным условиям окружающей среды принимает все более широкие масштабы в растениеводстве. Известно, что многие синтетические регуляторы повышают устойчивость растений к полеганию и засухе [55, 56, 73].

Испытания экоста и эмистима в условиях Нечерноземной зоны при водном дефиците на таких культурах как яровая пшеница и гречиха доказали способность данных регуляторов роста к повышению засухоустойчивости растений [54, 57].

Применение препарата экост 1/3 для опудривания корней у пробирочных растений ежевики сортов Агавам, Дарроу, Торнфри не оказывает существенного влияния на приживаемость их в стерильных условиях почвенных субстратов, что, вероятно, объясняется механизмом действия препарата, который индуцирует развитие почвенной микрофлоры [18].

Для такой теплолюбивой культуры, как рис, в условиях северного Вьетнама существует критический момент в феврале - марте, когда рассада может быть повреждена низкой (+5…+80С) температурой. Для повышения устойчивости молодых растений к этому фактору было проведено испытание эмистима. В лабораторных опытах было показано, что эмистим существенно повышал выживаемость растений (88 % при обработке эмистимом и 21 % в контроле), также ускорял ростовые процессы. Особо стоит отметить преимущественное по сравнению с контролем стимулирование эмистимом развития корневой системы молодых проростков [25].

Установлено, что препарат экост 1/3 способствует сохранности кондиционной всхожести (90 %) сырых семян кукурузы (с влажностью 16,9 %) в течение месяца и ингибирует внутреннюю микрофлору [65].

По результатам испытаний стало известно, что повышение урожайности зерновых культур при использовании биопрепаратов достигалась за счет увеличения продуктивной кустистости, озерненности колоса и массы 1000 зерен. Обработка семян препаратами повышала их энергию прорастания и всхожесть, ускоряла развитие проростков.

Сочетание предпосевной обработки семян экостами и внекорневого опрыскивания растений эмистимом создавало более благоприятные условия для роста и формирования элементов структуры колоса. В опытных вариантах повышалась устойчивость растений к ряду болезней: фузариозной, тифулезной и мучнистой росе, ринхоспориозу. Устойчивость к абиотическим факторам обеспечивалась за счет формирования более мощной корневой системы и активизации функциональных процессов.

Как положительный момент следует отметить широкий диапазон эффективных доз применяемых препаратов (экоста - от 0,2 до 1,8 % от веса семян и эмистима - от 0,2 до 1,4 мл/га), что исключает опасность передозировки при их использовании в производстве [30].

Как видно из приведенного обзора литературы, в настоящее время для стабильности сельскохозяйственного производства и снижения его потерь урожая, а также для повышения качества продукции все шире используются синтетические и природные регуляторы роста и развития растений. К ним относятся и биопрепараты нового поколения - эмистим и группа экостов.

Влияние этих препаратов широко изучено на многих культурах. Однако на культуре риса имеются ограниченные сведения по их влиянию на рост, развитие и формирование урожайности.

В связи с этим я занялась изучением данного вопроса и проведением экспериментальной работы.