Влияние регуляторов роста на урожайность озимой пшеницы

   Цитокинины участвуют во многих физиологических процессах растений, регулируют деления клеток, морфогенез побега и корня, созревание хлоропластов, линейный рост клетки, образование добавочных почек и старение. Соотношение ауксинов к цитокининам является ключевым фактором деления клеток и дифференцировки тканей растения.

В то время, как эффект цитокининов на сосудистые растения является плейотропным, цитокинины вызывают изменения роста протонемы у мхов. Образование почек можно считать вариантом дифференцировки клеток и этот процесс является очень специфическим эффектом цитокининов.

   Фермент аденозинфосфатизопентилтрансфераза катализирует первую реакцию в биосинтезе изопреновыхцитокининов, фермент использует АТР, ADP или AMP как субстрат и диметилаллилдифосфат или гидроксиметилбутенилдифосфат как донор пренильной группы. Данная реакция является лимитирующей в биосинтезе цитокининов, субстраты -- доноры пренильных групп образуются в пентилэритрол-фосфатном биохимическом пути.

   У растений и  бактерий цитокинины также могут образовываться из продуктов распада тРНК. Транспортные РНК, с антикодоном, начинающимся с уридина и имеющие пренилированные аденозины рядом с антикодоном, освобождают при деградации аденозины как цитокинины.Пренилирование таких аденинов осуществляется тРНК-изопентилтрансферазой.

   Показано также,  что ауксины регулируют биосинтез  цитокининов.

   Этиле́н (по ИЮПАК: этен) — органическое химическое соединение, описываемое формулой С2H4. Является простейшим алкеном (олефином). Содержит двойную связь и поэтому относится к ненасыщенным или непредельным углеводородам. Играет чрезвычайно важную роль в промышленности, а также является фитогормоном. Этилен — самое производимое органическое соединение в мире; общее мировое производство этилена в 2008 году составило 113 миллионов тонн и продолжает расти на 2—3 % в год.

   Этилен в смеси  с кислородом использовался в  медицине для наркоза вплоть  до середины 80-х годов ХХ века  в СССР и на ближнем Востоке.  Этилен является фитогормоном  практически у всех растений, среди прочего отвечает за  опадание иголок у хвойных.

   Гиббереллины —  класс веществ, сходных с органическими  кислотами, получаемыми из гриба  гиббереллы. Являются стимуляторами роста растений, ускоряют развитие листвы, созревание семян.

   Известно 27 гиббереллинов;  все они принадлежат к тетрациклическим дитерпеноидам и являются карбоновыми кислотами. Основной структурной гиббереллинов считается гиббереллин ГК9; остальные гиббереллины рассматриваются как его производные. Гиббереллины неустойчивы и быстро разрушаются в кислой или щелочной среде. Наибольшей биологической активностью чаще обладает гибберелловая кислота (ГК3), отличающаяся от ГК9 наличием гидроксилов у углеродов (отмечены стрелками) и двойной связью: молярная масса 346.39, tпл 233—235 °C.

   У высших растений  наиболее богаты гиббереллинами  быстрорастущие ткани; они содержатся  в незрелых семенах и плодах, проростках, развёртывающихся семядолях  и листьях.

   Гиббереллины —  компоненты системы, регулирующей  рост растений.

   Гиббереллины применяют  в практике растениеводства для  повышения выхода волокна конопли  и льна, для увеличения размеров  ягод у бессемянных сортов  винограда, для повышения урожайности  трав, стимуляции прорастания семян  (обработка гиббереллинами нарушает  состояние покоя тканей и оказывает  стратифицирующее действие на  семена; при естественном выходе  семян из состояния покоя содержание  эндогенных гиббереллинов повышается) и др. Так как гиббереллины  вызывают резкое ускорение роста  зелёной массы растений, применение  их должно сопровождаться усилением  питания растений. Для ускоренного  созревания томатов, черешни,  яблок, а также для предотвращения  вылегания злаковых культур, используют обработки растений веществами, тормозящими действие гиббереллинов, напр. - этефон (способствует ускорению созревания томатов, черешни, яблони).

   Гиббереллины получают  главным образом микробиологическим  способом из продуктов жизнедеятельности  грибов рода Fusarium.

 

1.4.2 Синтетические аналоги природных фитогормонов, их использование для повышения урожайности озимой пшеницы.

 

   Для того, что бы  регуляторы роста растений (РРР)  оказывали влияние, необходимо  соблюдение следующих правил:

1. РРР действуют, когда  наблюдается нехватка эндогенных  фитогормонов. Это происходит в  переломные моменты развития  –  переход от одной фазы  развития к другой.

2. Необходимо, что бы органы, ткани, клетки были компетентны  – восприимчивы к фитогормонам. Восприимчивость наблюдается при  наличии белков-рецепторов в плазмолемме,  которые способны активировать  фитогормоны.

3. Необходимо достаточное  снабжение водой и питательными  веществами

4. Действие всех фитогормонов  зависит от концентрации. Одна  концентрация может стимулировать,  другая является ингибитором.

   Далее представлены  статьи, в которых описаны результаты  применения регуляторов роста  при выращивании озимой пшеницы.  

 

Применение регуляторов  роста тритерпеновой природы при вырашивании озимой пшеницы.

 

   В трехлетних полевых опытах исследовали рострегулирующее действие препаратов растительного происхождения, содержащих в качестве активных компонентов тритерпеновые соединения - экстракта Silphium perfoliatum L. и силка. Установлено, что обработка растений озимой пшеницы сортов Дар Зернограда и Купава исследуемыми препаратами в фазу колошения на фоне некорневой азотной подкормки мочевиной увеличивала содержание хлорофилла, прочно связанных с белком фракций хлорофилла и водоудерживающую способность листьев. Показано, что применение регуляторов роста было более эффективно при выращивании сорта Купава, обладающего высоким потенциалом продуктивности: прирост урожая составил 2.2-3.7 ц/га. сырой клейковины в зерне - 1.3-1.4%.

   Исследования проводили в полевых условиях на экспериментальном поле СНИИСХ в 2003- 2005 гг. В качестве объектов исследования были взяты сорта озимой мягкой пшеницы Triticum aestivum отличающиеся по морфофизиологическим признакам: Дар Зернограда и Купава.

   Посевы размещали по непаровым предшественникам - кукурузе на силос (2003-2004 гг.) и озимой пшенице (2005 г.) на удобренном агрофоне. Удобрения ВНОСИЛИ В дозе N30P60 + N30( кущение) + N30( колошение). Некорневую азотную подкорму на VIII этапе органогенеза (фаза колошения) совмещали с обработкой посевов ре¬гуляторами роста. Экстракт S. perfoliatum L. использовали в виде 0.2%-ного водного раствора, силк в виде водного раствора при дозе 30 мл/га.

   Норма расхода  рабочих растворов препаратов - 500 л/га. Опрыскивание посевов проводили ранцевым опрыскивателем. Агротехника опыта общепринятая для зоны региона . Учет урожая проводили поделяночно, уборочная площадь делянки 10 . Уборку урожая проводили малогабаритным комбайном "Сампо".

   Физиолого-биохимические исследования предусматривали определение во флаговых листьях главного побега на X этапе органогенеза сухого вещества (термостатно-весовым методом), хлорофилла и прочносвязанных фракций хлорофилла спектрофотометрически на спектрофотометре "Spekoll-11", водоудерживающей способности листьев, количества и качества сырой клейковины в зерне по ГОСТ № 13586-68.

Исследования проводили в четырех биологических и трех аналитических повторностях. Экспериментальные данные статистически обрабатывали.

  Основную роль в фотосинтезе растений, как известно, играют пигментные системы, выполняющие функции первичных акцепторов световой энергии и преобразующие ее в химическую. Количество хлорофилла определяет потенциальные возможности фотосинтетического аппарата в формировании общей биологической продуктивности растений. У озимой пшеницы имеется тесная корреляция содержания хлорофилла с урожаем и количеством белка в зерне. Важную роль в регуляции биосинтеза пигментов и интенсивности фотосинтеза играют фитогормоны.

   Экзогенное применение рострегулирующих веществ оказывает влияние на эндогенный уровень фитогормонов и метаболизм растений.

Проведенные исследования показали, что после обработки посевов озимой пшеницы регуляторами роста существенно возрастало содержание хлорофиллов а и в в листьях исследуемых сортов. У сорта Дар Зернограда абсолютное количество хлорофилла в листьях увеличилось под действием экстракта S. perfoliatum L. по сравнению с контролем на 31, силка - на 17%. У растений пшеницы сорта Купава, обработанных экстрактом, отмечено повышение хлорофилла в листьях относительно контроля на 12%. Регуляторы роста увеличивали содержание прочносвязанных с белком фракций хлорофилла (по отношению к общему содержанию хлорофилла) у Дара Зернограда на 5-7, у Купавы - 10-17%, то есть способствовали устойчивости хлорофилл- белкового комплекса, а следовательно, и устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды и, в первую очередь, к засухе.

   Отношение хлорофиллов а/b показало, что у сорта Дар Зернограда под влиянием экстракта S. perfoliatum L. наблюдалась тенденция к увеличению доли хлорофилла Ь по сравнению с контролем. Оба препарата увеличивали долю прочно- связанных с белком фракций хлорофилла Ь. Повышение содержания хлорофилла b приводит к усилению поглощения коротковолновой (синей) области спектра, что, в свою очередь, способствует образованию аминокислот и белков.

У сорта Купава в варианте с применением регуляторов роста имело место увеличение в листьях относительно контроля прочносвязанных фракций как хлорофилла а, так и хлорофилла b.[4]

Влияние эпибрассинолида на формирование комплекса запасных белков и качество зерна озимой пшеницы.

 

   В полевых опытах исследовали влияние эпибрассинолида, регулятора роста, который обладает полифункциональным действием, на формирование качества зерна озимой пшеницы. Установлено, что обработка растений озимой пшеницы сортов Дар Зернограда и Краснодарская 99 повысила содержание клейковины на 1.2-3.7% и улучшила ее физические свойства (силу муки и показатель числа падения), при этом увеличилось содержание соле- и водорастворимых белков и фракции глиадинов в зерновках у обоих сортов и глютенинов у сорта Дар Зернограда.

   В качестве объектов исследования использовали два сорта озимой пшеницы, различающиеся по морфофизиологическим признакам: Дар Зерно- града - среднерослый сорт (ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко), относится к "сильной" пшенице и Краснодарская 99 - полукарликовый сорт (КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко) - "ценная", реже "сильная пшеница.

   Опыты проводили в 2005 г. на базе Ставропольского НИИ сельского хозяйства. Почва опытного участка представлена типичным малогумусным черноземом с содержанием гумуса двадцатисантиметровом слое до 5%, запасы основных элементов питания характеризовались высоким содержанием фосфора (39.8 мг/кг почвы», средней обеспеченностью калием (240 мг/кг) средним содержанием нитратного азота (17 мг/кг почвы).

   Посевы озимой пшеницы обрабатывали эпибрассилоидом в дозе 30 мл/га на VIII и XI этапах органогенеза.

   Технологическое качество зерна I количество и качество клейковины, силу муки, число падения » определяли в соответствии с методами ГОСТа, фракционный состав белков определяли последовательным экстрагированием пятикратным объемом раствора 1 М NaCI на фосфатном буфере (рН 7.5) 75%-ным этанолом и0_2н. NаОН.

   Полевые опыты проводили в четырех биологических повторностях. аналитические — в трех. Результаты обрабатывали статистически.

  Наблюдаемые изменения  в белковом составе зерновки под влиянием эпибрассинолида по-видимому вызваны изменением гормонального статуса этого органа. Обработка эпибрассинолидом перед цветением пшеницы, вероятно, способствует пополнению эндогенного фонда фитогормонов в колосе, приводит к усилению его аттрагирующей способности и биосинтетической активности зерновок и тем самым оказывает воздействие на процесс формирования запасных белков, изменяя как соотношение глиадинов и глютенинов, так и повышая их содержание в зерновках озимой пшеницы. Таким образом, эпибрассинолид способствовал улучшению показателей качества зерна: повышал содержание клейковины без ухудшения ее качества, увеличивал количество клейковинных белков, повышал силу муки и показатель числа падения.[11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние изопреноидов листьев хлопчатники на рост и развитие озимой пшеницы.

 

   Изучено влияние суммы изопреноидов хлопчатника на урожайность пшеницы сортов Крошка и Санзар. Исследован белковый состав и содержание клейковины в муке. Показано, что изопреноиды листьев хлопчатника стимулируют накопление сухих веществ в растении, увеличивают интенсивность фотосинтеза, существенно повышают урожайность пшеницы и благоприятно влияют на качество зерна.

   Полевые опыты проведены на экспериментальном участке института генетики и экспериментальной биологии н в АО "Дустлик Юкори" Чирчиркского р-на Ташкентской обл. Препарат испытан на растениях пшеницы сортов Санзар и Крошка. Почва участка - лугово-болотная. Площадь опытной делянки 36 м:. повторность четырехкратная. Обработку растворами препарата 10 (г/га) гумата натрия (730 г/га) проводили путем опрыскивания вегетирующих растений в фазе кущения.

   Определение прироста  сухого вещества растения и интенсивности фотосинтеза проводили по Миллеру. Биохимический анализ белков проведен по методу Ермакова. Содержание клейковины определяли по методу Кретовича.

   Обработка растении пшеницы сорта Санзар регулятором роста на основе суммы изопреноидов из листьев хлопчатника путем опрыскивания раствором (10 г/га) вегетирующих растений в фазе кущения способствовала накоплению биомассы растений, повышению интенсивности фотосинтеза и увеличению урожайности зерна пшеницы.

   Так же обработка растений данным препаратом благоприятно влияла на запасные белки зерна и содержание клейковины, повышая хлебопекарные качества муки пшеницы.[15]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние пикриновой кислоты на стимуляцию роста растений.

 

   Исследовали влияние  различных концентраций пикриновой  кислоты на раннее развитие  зерновых культур. Установлено  ускоренное прорастание семян  пшеницы и ячменя при использовании  малых концентраций пикриновой  кислоты. Наиболее эффективными  дозами препарата для пшеницы  и ячменя – 0,0005 -0,00025%. Концентрации  препарата усиливали как корней  системы, так и надземной части  растения.

   Семена злаков проращивали в чашках Петри на однослойной фильтровальной бумаге, в темноте при 26 . Контрольные семена увлажняли дистиллированной водой, опытным раствором пикриновой кислоты, приготовленным на дистиллированной воде. Для выявления стимулирующих доз препарата испытывали широкий диапазон концентраций вещест ва от до %. В каждом эксперименте опытные и контрольные семена проращивали одновременно, в строго идентичных ус-ловиях. Критерием эффекта служили кинетика прорастания семян, а также длина растения или его сухая масса, определяемые в конце срока прорастания семян. Результаты обрабатывали статистически с использованием критерия Стьюдента. Достоверными считали различия при  p < 0.05.