АГРОХИМИЯ, 2015, № 10, с. 30-37
Регуляторы роста растений =
УДК 631.811.98:633.16:546.48:631.445
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА МЕЛАФЕН НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ ЯЧМЕНЯ И НАКОПЛЕНИЕ КАДМИЯ УРОЖАЕМ НА РАЗНЫХ ТИПАХ ПОЧВ
© 2015 г. Н.Н. Лой, Н.И. Санжарова, М.П. Миронова, С.Н. Горобец, О.В. Суслова
Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии 249032 Обнинск, Калужская обл., Киевское шоссе, 109, Россия E-mail: loy.nad@yandex.ru
Поступила в редакцию 15.05.2015 г.
Приведены результаты исследования применения регулятора роста мелафен совместно с фунгицидом раксил для обработки семян ячменя и дальнейшего выращивания на разных типах почв, загрязненных Cd в дозе 50 мг/кг. Установлено, что обработка мелафеном способствовала снижению токсического действия Cd на развитие растений и накопления металла в вегетативной массе и зерне ячменя сорта Нур в зависимости от типа почвы.
Ключевые слова: регулятор роста, мелафен, развитие растений, накопление кадмия, ячмень, урожай, типы почв.
ВВЕДЕНИЕ
Интенсивное развитие промышленно-энерге-тического потенциала страны приводит к тому, что тяжелые металлы (ТМ) накапливаются в окружающей среде в количествах, во много раз превышающих естественный фон, что является одним из факторов, способствующих ухудшению экологической ситуации в агросфере. Загрязняются сельскохозяйственные угодья, снижается почвенное плодородие, ухудшается качество растениеводческой продукции [1-3].
Использование современных средств химизации в растениеводстве позволяет не только увеличить урожайность культур и сохранить стабильность агробиоценозов, но и повысить резистентность растений к действию техногенных факторов [4-6].
Цель работы - изучение влияния предпосевной обработки семян регулятором роста мелафен на развитие растений и накопление Cd урожаем ячменя при его выращивании на разных типах почв.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В вегетационном опыте в теплице выращивали растения ярового ячменя сорта Нур (Hordeum vulgare L.) в сосудах емкостью 5 л по общепри-
нятой методике [7]. Во время набивки сосудов объемом 5 л в почву при перемешивании вносили минеральные удобрения в виде водных растворов солей N^N0^ К^04 и КН2Р04 в дозах, оптимальных для роста и развития зерновых культур - ^.15Р0ЛК0Л. Сё добавляли в виде водного раствора соли Сё^О3)2 • 4Н2О в концентрации 50 мг/кг воздушно-сухой массы почвы. Изученный в опыте уровень загрязнения почвы соответствовал превышению ПДК (ОДК) Сё в 100 раз на дерново-подзолистой почве и в 25 раз на остальных типах почв [8]. Фоновое содержание подвижного Сё в нативной почве составляло: дерново-подзолистая - 0.45, чернозем - 0.23, торф - 0.21, каштановая - 0.34 мг/кг. После набивки почвы сосуды инкубировали в течение 2 нед. при температуре воздуха около 20°С. Агрохимическая характеристика почв, использованных в эксперименте, представлена в таблице.
Обработку семян перед посевом проводили регулятором роста растений (РРР) мелафен (М) [9] в концентрации 1 • 10-7 % из расчета 10 л рабочего раствора/т семян. Фунгицид раксил СП применяли для предпосевной обработки семян против корневых гнилей при полной норме расхода 1.5 кг/т (Ф100) и сниженной на 25% - 1.13 кг/т (Ф75).
Семена в количестве 30 шт./сосуд высевали в почву, увлажненную дистиллированной водой до
Характеристика почв
Показатель Дерново-подзолистая супесчаная Чернозем выщелоченный Темно-каштановая Торфяно-болотная низинная
рНкс! 5.00 ± 0.01 5.53 ± 0.02 6.97 ± 0.02 5.34 ± 0.02
Гумус, % 1.42 ± 0.01 4.82 ± 0.03 2.53 ± 0.02 21.3* ± 0.9
Нг, мг-экв/100 г почвы 2.06 ± 0.03 3.02 ± 0.01 - 25.7 ± 1.2
Сумма поглощенных основа- 5.75 ± 0.05 31.7 ± 0.1 37.2 ± 0.4 100 ± 2
ний, мг-экв/100 г почвы
Подвижный К20 (по Масловой), 8.52 ± 0.4 13.4 ± 0.2 21.2 ± 0.2 24.5 ± 0.6
мг/100 г почвы
Подвижный Р205 (по Кирсано- 48.5 ± 1.0 21.4 ± 1.4 4.0 ± 0.1 18.8 ± 1.2
ву), мг/100 г почвы
* Зольность торфа, %.
60% ПВ. Размещение сосудов меняли ежедневно по определенной схеме, обеспечивавшей равномерную освещенность растений. Повторность опыта трехкратная.
Ячмень выращивали до полной спелости при температуре 18-24°С в условиях постоянной влажности почвы и дополнительном ежедневном досвечивании в течение 3 ч. Для изучения динамики поглощения ячменем Cd в процессе вегетации растения отбирали на 30-е (фаза кущения), 60-е (начало колошения) и 100-е (полная спелость) сут после посева. В течение всего вегетационного периода вели наблюдения за развитием растений, рассчитывали площадь листовой поверхности (ПЛП) (см2) для определенного количества листьев [10], измеряли высоту растений, определяли сухую массу растений после высушивания растительного материала при температуре 65°С в течение 6 ч. Фотосинтетические пигменты определяли спектро-фотометрическим методом после экстракции 96%-ным этанолом по методике [11]. Уборку урожая проводили в фазе полной спелости зерна и определяли показатели структуры урожая. Развитие болезней на растениях в процессе вегетации учитывали согласно общепринятой методике [12].
Содержание Cd в растениях (после сухого озоления) определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре Varían Spectr AA 250+ [13]. Подвижные формы ТМ определяли в почвенных вытяжках с использованием раствора ацетатно-аммонийного буфера рН 4.8 и 1 М раствора HCl [13].
Результаты экспериментов обработаны с применением пакета прикладных программ Microsoft Excel 2003.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Сё является опасным химическим загрязнителем, действие которого сказывается в первую очередь на таких важнейших составляющих аг-роэкосистемы, как почвенный микробоценоз и растение.
Накопление ТМ в растениях во многом определяется агрохимической характеристикой почвы, при этом степень влияния разных уровней загрязнения почвы ТМ на растительный организм можно оценить по различным критериям, таким как рост и развитие растений.
В задачу исследования входило изучение возможности применения регулятора роста мелафен для повышения резистентности растений к действию техногенного фактора при выращивании ячменя на разных типах почвы. Изучение влияния предпосевной обработки семян мелафеном на морфометрические показатели развития растений при выращивании ячменя на различных типах почв, загрязненных Сё, показало, что ин-гибирующее действие металла в фазе кущения (30-суточные растения) проявилось только на каштановой почве в варианте Сё50 + Ф100: высота растений уменьшилась на 11.5% (рис. 1а), площадь листовой поверхности - на 8% (рис. 1б), сухая биомасса растений - на 25% (рис. 1в) по сравнению с контролем. Применение мелафена при выращивании ячменя на чистой каштановой почве (без внесения Сё) также оказалось неэффективным: отмечено снижение высоты растений, ПЛП и сухой биомассы на 8, 13 и 13% соответственно. Обработка семян регулятором роста совместно с фунгицидом в сниженной на 25% норме расхода способствовала увеличению данных показателей до уровня контроля (рис. 1). На
Ё U
л
m
Контроль М Cd50 + Ф100 Cd50 + Ф75 + М Вариант
Контроль М Cd50 + Ф100 Cd50 + Ф75 + М Вариант
Контроль
М Cd50 + Ф100 Cd50 + Ф75 + М Вариант
-ЧП --■--КП --Й--ТП
-ДП
Рис. 1. Влияние предпосевной обработки семян мелафеном на высоту растений (а), ПЛП (б) и сухую биомассу (в) 30-суточ-ных растений ячменя сорта Нур: ЧП - чернозем, КП - каштановая, ТП - торфяная, ДП - дерново-подзолистая почва; М -мелафен, Ф - фунгицид раксил. То же на рис. 2-6.
черноземе, торфе и дерново-подзолистой почве морфометрические показатели 30-суточных растений в опытных вариантах не отличались от контроля.
На момент 2-го отбора проб растений в фазе начала колошения (60-е сут после посева) на каштановой почве выявили достоверное превышение высоты растений (на 23%) и снижение ПЛП (на 23%) в варианте Сё50 + Ф100 по сравнению с контролем (рис. 2а). На каштановой почве применение мелафена совместно с фунгицидом (вариант Сё50 + Ф75 + М) привело к усилению положительного эффекта на показатели: высоты растений -на 9%, сухой биомассы - на 28% по сравнению с
вариантом Cd50 + Ф100. Величина ПЛП не отличалась от контроля.
Морфометрические показатели растений на черноземе и торфе не отличались от контроля, за исключением величины ПЛП на торфе (вариант Cd50 + Ф75 + М), где было отмечено их снижение на 37% из-за отмирания пораженных гельминто-спориозной пятнистостью листьев (рис. 2б). На дерново-подзолистой почве произошло уменьшение сухой биомассы 60-суточных растений на 40-48% в зависимости от варианта опыта (рис. 2в).
Установлено, что содержание пигментов в 30-суточных растениях зависело от типа почвы: на черноземе увеличилось количество хлорофилла а на 46-49% и каротиноидов - на 81-100%, содержание хлорофилла б не отличалось от контроля (рис. 3а). На каштановой почве, напротив, отмечено снижение содержания хлорофилла а на 12-20%, хлорофилла б - на 6-21% и каротинои-дов - на 23-25%. Содержание пигментов в растениях при их выращивании на торфе в опытных вариантах не отличалось от контроля (рис. 3б).
На дерново-подзолистой почве применение ме-лафена не влияло на содержание хлорофилла a, но способствовало достоверному снижению содержания хлорофилла б на 21% на чистой почве и на 41% - на загрязненной Cd (вариант Cd50 + + Ф75 + М) и увеличению содержания каротиноидов в 2.3-3.3 раза.
Фитоэкспертиза 7-суточных проростков ячменя показала наличие на семенах возбудителей корневых гнилей из рода Helminthosporium и Fusarium sp. Согласно схеме опыта перед посевом семена были обработаны фунгицидом раксил СП в разной концентрации - полной и сниженной на 25% норме расхода совместно с регулятором роста. Была проведена оценка развития корневых гнилей в течение вегетации растений при разных видах предпосевной обработки семян и последующем выращивании как на чистой, так и на загрязненной Cd почве разного типа.
Учет развития корневых гнилей осуществляли по 2-м показателям: распространению болезни и интенсивности поражения растений [15]. В течение вегетационного периода для определения развития корневых гнилей на ячмене были проведены 3 учета: в фазах кущения, начала колошения и полной спелости зерна (рис. 4).
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.