Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физиолого-биохимические аспекты действия эмистима, экоста и брассиностероидов в растениях .
1.1. Роль эмистима, экоста и брассиностероидов в регуляции роста и развития растений 11.
1.2. Механизм действия фиторегуляторов в растениях 15.
1.3. Физиологические функции эмистима, экоста и брассиностероидов в растениях 18.
1.4. Влияние эмистима, экоста и брассиностероидов на метаболизм растений 22.
1.5. Влияние эмистима, экоста и брассиностероидов на формирование элементов продуктивности и качество урожая 25.
1.6. Фунгицидные свойства регуляторов роста 29.
1.7. Токсиколого-экологическая оценка применения эмистима, экоста и брассиностероидов 31.
Экспериментальная часть.
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований
2.1. Характеристика объектов исследований 33.
2.2. Физико-химические свойства эмистима, экоста и эпибрассинолида 36.
2.3. Условия проведения лабораторных и мелкоделяночных полевых опытов 41.
2.4. Методы исследования 46.
Результаты и их обсуждение.
ГЛАВА 3. Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида нарост и развитие растений гречихи .
3.1. Особенности действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи разных морфотипов 57.
3.2. Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида нарост и развитие растений гречихи в условиях мелкоделяночных полевых опытов 65.
3.2.1. Действие эмистима, экоста и эпибрассинолида на полевую всхожесть семян гречихи 66.
3.2.2. Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида нарост главного и боковых побегов растений гречихи сортов Дикуль и Молва 68.
3.2.3. Особенности действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на образование бутонов и цветков в соцветиях гречихи разных сортов 73.
3.2.4.. Изменение площади листовой поверхности у растений гречихи сортов Дикуль и Молва под влиянием эмистима, экоста и эпибрассинолида 76.
3.2.5. Роль эмистима, экоста и эпибрассинолида в прохождении фенологических фаз растениями гречихи разных морфотипов 78.
ГЛАВА 4. Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида па физиолого-биохимические процессы растений гречихи .
4.1. Изменение содержания хлорофиллов а, Ъи каротиноидов в листьях растений гречихи под действием изучаемых биорегуляторов на разных этапах онтогенеза 82.
4.2. Особенности действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на содержание общих Сахаров в листьях и плодах растений гречихи на разных этапах онтогенеза 88.
4.3. Влияние эпибрассинолида на состав и содержание липидов и га жирных кислот в листьях гречихи сортов Дикуль и Молва 94.
ГЛАВА 5. Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида на
элементы продуктивности и технологические свойства плодов
гречихи разных сортов 102.
Заключение 110.
Выводы 113.
Список литературы
- Физиологические функции эмистима, экоста и брассиностероидов в растениях
- Условия проведения лабораторных и мелкоделяночных полевых опытов
- Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида нарост и развитие растений гречихи в условиях мелкоделяночных полевых опытов
- Особенности действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на содержание общих Сахаров в листьях и плодах растений гречихи на разных этапах онтогенеза
Введение к работе
Актуальность работы. Повышение урожайности
сельскохозяйственных культур особо актуально в настоящее время,
когда наблюдается значительное уменьшение посевных площадей и
рост городского населения. Решение возникшей проблемы связано с
подъемом выхода сельскохозяйственной продукции при применении
разнообразных агротехнических приемов. Существующие
агротехнические приемы, широко применяемые в практике
растениеводства: использование минеральных удобрений,
инсектицидов, гербицидов, фунгицидов и др., не всегда эффективны, так как предполагают применение этих соединений в больших концентрациях, многие из которых относятся к токсичным веществам и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду (Шевелуха, 1990, 2001; Ковалев, Янина, 1999; Шевелуха и др., 2003; Вакуленко, 2004). По оценкам ученых, основные потери урожая сельскохозяйственных растений происходят от неблагоприятных факторов окружающей среды (50-80% от генетически обусловленной продуктивности) (Прусакова, Малеванная и др., 2005). Современные биотехнологии создания новых конструкций сельскохозяйственных культур вносят коррективы в традиционные методы селекции в рамках которых для выведения новых сортов требуется 10-15 лет. Разработаны и используются в практике растениеводства методы повышения урожайности сельскохозяйственных культур с помощью регуляторов роста. Особенностью действия новых биорегуляторов является стимуляция физиолого-биохимических процессов растений с одновременным повышением адаптации сельскохозяйственных культур к стрессовым условиям произрастания, а также к заболеваниям. Это способствует увеличению продуктивности растений и улучшению
качества урожая. Данные соединения, являясь аналогами природных, включаются в метаболизм растений и не оказывают вредного влияния на почву и окружающую среду (Шевелуха, Блиновский 1990; Шевелуха, Калашникова, Воронин, Ковалев, 2003; Шакирова, 2001; Прусакова, Малеванная, Белопухов, Вакуленко, 2005).
Среди биорегуляторов этой группы соединений наибольшее применение в практике растениеводства отводят брассиностероидам (БС), обладающим полифункциональным действием на растительные организмы, метаболитам грибов Acremonium lichenicola - эмистимам (ЭМ) и защитно-стимулирующим элиситорам - экостам (ЭК) (Mandava, 1988; Хрипач, Лахвич, Жабинский, 1993, Хрипач и др., 1999; Ковалев, Янина, 1999; Тарчевский, 2001, 2002; Вакуленко, 2004; Прусакова, Малеванная, Белопухов, Вакуленко, 2005). Принимая во внимание низкие нормы расхода, малую токсичность, экологическую безопасность, можно предполагать, что эмистим, экост и эпибрассинолид являются перспективными иммунопротекторами нового поколения, чем обусловлено их широкомасштабное применение в сельскохозяйственной практике (Altmann, 1998, 1999; Шакирова и др. 2002; Прусакова, Чижова, 2005). Специальных исследований требует вопрос внедрения данных биорегуляторов в технологии культивирования различных растений, применительно к почвенно-климатическим зонам. Рациональность использования данных биорегуляторов связана с их влиянием на физиолого-биохимические показатели и сортоспецифичностью действия на растения.
Известно, что потенциальная урожайность гречихи очень высокая. Каждое растение при благоприятных условиях образует до 1500, а иногда и более цветков. Фактически получаемый урожай свидетельствует: на одном растении бывает 30-35 плодов, что составляет 7-10% имеющихся цветков (Фесенко и др., 2006). Причины
низкой урожайности гречихи в условиях Нечерноземной зоны объясняются развитой ремонтантностью цветения, конкуренцией вегетативных и генеративных органов, зависимостью плодообразования от условий погоды и вовлечением в селекционный процесс мутаций ограниченного роста (Мартыненко, 2004; Фесенко, 2004; Фесенко и др., 2006). Поиск путей повышения урожайности, качества плодов этой культуры с использованием регуляторов роста является актуальным и представляет научный интерес, что имеет большое народнохозяйственное значение. Наряду с интенсивным изучением физиолого-биохимического действия указанных соединений на различных культурах, в литературе недостаточно данных о влиянии эмистима, экоста и брассиностероидов на углеводный и липидный обмены на растениях гречихи. Изучению действия этих биорегуляторов на физиолого-биохимические показатели вегетативных и генеративных органов, продуктивность и качество урожая гречихи разных сортов в зависимости от климатических условий Московской области посвящена данная работа.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение направленности действия экзогенных эмистима, экоста и эпибрассинолида на физиолого-биохимические процессы растений гречихи разных сортов. При этом особое внимание уделялось установлению влияния биорегуляторов на углеводный и липидный обмены, темпы роста и продуктивность растений. Для решения этой проблемы были поставлены следующие экспериментальные задачи:
1. Изучить влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи.
Определить влияние биорегуляторов на морфофизиологические показатели растений гречихи разных сортов.
Оценить изменения содержания хлорофиллов a, b и каротиноидов в листьях растений гречихи под действием эмистима, экоста и эпибрассинолида.
Провести сравнительное изучение влияния эмистима, экоста и эпибрассинолида на углеводный обмен в плодах и листьях растений гречихи в процессе онтогенеза.
Определить влияние эпибрассинолида на состав и содержание липидов и их жирных кислот в листьях растений гречихи сортов Дикуль и Молва.
Охарактеризовать элементы продуктивности и качество плодов у растений гречихи разных сортов под влиянием эмистима, экоста и эпибрассинолида.
Научная новизна исследований. Выявлена особенность действия
эмистима, экоста и эпибрассинолида на физиолого-биохимические
показатели у разных сортов растений гречихи, относящихся к разным
морфотипам. Установлена эффективность действия данных
биорегуляторов на содержание хлорофилла a, b и каротиноидов, являющихся главными показателями фотосинтетической деятельности, интенсивности роста и развития растений.
Проведенные исследования показали, что под действием эмистима, экоста и эпибрассинолида происходят изменения в углеводном и липидном обменах растений гречихи. Впервые выявлено, что в липидном составе мембран хлоропластов под влиянием эпибрассинолида происходит увеличение нейтральных и полярных липидов, изменяется их соотношение, повышается отношение
линоленовой к линолевой кислоте (увеличивается доля линоленовой кислоты с тремя двойными связями). Показано, что эмистим, экост и эпибрассинолид повышают темпы роста, как вегетативных, так и генеративных органов, ускоряя прохождение этапов онтогенеза, способствуя реализации потенциальной продуктивности растений гречихи сортов Дикуль и Молва.
Под влиянием фиторегуляторов выявлена взаимосвязь изменения физиолого-биохимических процессов с конечной продуктивностью растений гречихи. Установлена сортоспецифичность действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на растениях гречихи.
Проведено исследование изменения технологических свойств и товарного качества плодов гречихи под влиянием эмистима, экоста и эпибрассинолида.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные вносят определенный вклад в исследования по изучению физиолого-биохимического воздействия фиторегуляторов на растения гречихи разных сортов. Результаты исследований могут быть использованы для разработки приемов рационального применения биорегуляторов роста в практике растениеводства, для проявления потенциальной продуктивности у растений гречихи сортов Дикуль и Молва в условиях Нечерноземной зоны.
Физиологические функции эмистима, экоста и брассиностероидов в растениях
По мере выделения брассиностероидов из растения и определения их химического состава, усовершенствования способов синтеза, уточняется их роль в системе фитогормонов, взаимодействие с другими группами этих соединений и подойти к установлению механизма их действия (Хрипач и др., 1993; Прусакова, Чижова, 1996, 2005).
Исследования последних лет предполагают включение сигнальных систем в ответ растительных клеток на гормоны стероидной природы (Li, Choy,1997; Sharma,2001; Wang, 2002; Тарчевский, 2002).
Известно, что цитокинины и их синтетические аналоги способствуют поддержанию гомеостаза растений, препятствуя процессам деструкции растительных клеток, повышая их устойчивость к различным неблагоприятным условиям среды. Установлено, что эпибрассинолид и гомобрассинолид в интервалах доз 1-50мг/г изменяют качественный и количественный состав эндогенных цитокининов в листьях томатов, фасоли, ячменя, что повышает устойчивость к стрессу (Прусакова, Чижова, 1995; Лихачева, 2004).
Брассиностероиды оказывают влияние на белоксинтезирующие системы на транскрипционном и посттранскрипционном уровнях и на уровне синтеза отдельных белков, индуцируют экспрессию ряда генов (Деева, Мазец, Хотылёва, 1995; Тарчевский, 2002; Колотовкина, 2004), влияют на активность ферментов, катализирующих процессы фосфорилирования и дефосфорилирования белков: протеинкиназ и фосфатаз (Федина, Киримова, Чечеткин, Тарчевский, 2003). Обнаружено существенное влияние брассиностероидов на аминокислотный состав и биологическую ценность белка семян люпина и гречихи. Под действием эпибрассинолида в концентрациях 10"9 - 10"7М отмечено увеличение белка на 2.5% в плодах люпина, при этом повышается содержание таких аминокислот, как глютаминовая, пролин, метионин, изолеицин (Канделинская, Бушуева, Уральская, 1991). В плодах гречихи под влиянием эпибрассинолида и экоста возрастает содержание белка и снижается содержание крахмала (Колотовкина, Азаркович, Прусакова, 2003; Колотовкина, 2004). По литературным данным, эпибрассинолид увеличивает содержание белка и снижает содержание крахмала в зерне пшеницы сорта Энита и Саратовская 29, тогда как экост не оказывает
существенного влияния на эти показатели (Прусакова, Чижова и др., 2000). Под действием эмистима в проростках ячменя сорта Роланд интенсифицировались метаболические реакции белкового обмена. Обновление белков происходило за счет новообразования растворимых фракций. Эмистим и эпибрассинолид оказывали стимулирующее действие на пероксидазную, аскорбатоксидазную активность и накопление аскорбата в тканях. Стероидный гормон в большей степени активировал функции каталитических белков (Судник, 2006).
У гречихи сорта Дождик при обработке эпибрассинолидом в листьях увеличивалось содержание аспарагиновой кислоты и ее амида, аланина и триптофана, а экост кроме увеличения этих аминокислот повышал содержание глицина, валина, изолеицина, тирозина и лизина (Колотовкина, 2004).
Брассиностероиды, эмистим и экост оказывают существенное влияние на регуляцию процесса фотосинтеза, который является одним из факторов продуктивности растений. Установлено, что экзогенные регуляторы роста, проявляют стимулирующее действие на ключевые ферменты фотосинтеза, его интенсивность, транспорт ассимилятов, их распределение, на процессы дыхания и рост органов (Чернядьев, Доман, Козловских, 1989; Чернядьев, 1997; Ковалев, и др., 1995). Биорегуляторы повышают активность генов в ядре и хлоропластах, усиливают биосинтез хлоропластных рибосомальных РНК и белков, воздействуя на онтогенез, генетические факторы на уровне экспрессии генов и способствуя тем самым увеличению фотосинтетической активности и продуктивности сорта (Мокроносов, 1978; Кулаева, 1982).
Отмечено положительное влияние брассиностероидов на фотосинтетическую активность растений картофеля Невский и ячменя Зазерский 85, яровой пшеницы сортов Альбидиум 23, Саратовская 29, томатов и фасоли (Курапов, Скоробогатова, Сиушева, Козик, 1996;
Лихачева, 2004; Голанцева, 2006). При двойной обработке эпибрассинолидом растений гречихи сорта Баллада отмечалось увеличение содержания хлорофилла а на 51%, хлорофилла Ь на 27%, каротиноидов - на 17%; у сорта Богатырь - хлорофилла а на 100%, хлорофилла Ъ на 20%, но при этом содержание каротиноидов уменьшалось на 25% по сравнению с контролем (Колотовкина, 2004). У фасоли сорта Рубин увеличение содержания общего хлорофилла под действием эпибрассинолида происходило за счет хлорофилла Ь, а у томатов сорта Белый налив - за счет хлорофилла а (Лихачева, Тарасенко, 2003; Лихачева, 2004). Увеличение интенсивности процесса фотосинтеза под действием эпибрассинолида отмечено у яровой пшеницы сортов Иволга и Лада, на 333% и 503%, соответственно, по сравнению с контролем, при этом оно сопровождалась ускоренным накоплением пигментов в листьях растений.
Условия проведения лабораторных и мелкоделяночных полевых опытов
Изучение действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на рост, развитие и физиологические процессы растений гречихи разных сортов проводили в лабораторных и полевых опытах в 2003-2005гг на базе лаборатории природных и синтетических регуляторов роста, группы Магнитобиологии растений ИФР РАН им. К.А. Тимирязева и кафедры ботаники Московского государственного областного педагогического института.
Лабораторные опыты с проростками гречихи проводились в факторостатных условиях при t = 26С и влажности воздуха 39,5%. Семена гречихи обрабатывались растворами эмистима, экоста и эпибрассинолида в интервале концентраций 1 10"6 - 5 10"5%, 5 10"6 -5 10"2% и 10"9 - 10"6М, соответственно, полусухим предпосевным способом по методу Задонцева, Гринченко (Задонцев, Пикуш, Гринченко, 1973). Для этого 10 г семян помещали в колбы на 100 мл, добавляли 1 мл раствора регулятора и встряхивали на шейкере в течение 6 часов. Затем семена раскладывали в чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную 5 мл опытного раствора, и помещали в термостат при t=26C на трое суток (72 часа). Контролем служили семена, встряхиваемые на шейкере с дистиллированной водой. Трёхдневные проростки гречихи помещали в сосуды с раствором Кнопа и выращивали в камере фитотрона в том же режиме, при длине светового дня 16 часов.
Повторность вариантов опыта - четырёхкратная. Измерение длины, сырой массы надземных органов проростков и их корневых систем проводились на 3, 5, 10-ые сутки постановки опыта. Энергию прорастания и всхожесть растений гречихи определяли на 4-ые и на 8-ые сутки, соответственно [ГОСТ 12038-66]. Силу роста растений гречихи определяли в течение 10 суток [ГОСТ 12040 - 66]. О физиологической активности регуляторов роста судили по отношению исследуемых показателей опытных проростков к соответствующим показателям контрольных, выросших на дистиллированной воде и принятых за 100 %.
Полевые мелкоделяночные опыты проводились на агробиологической станции Московского Государственного областного педагогического института (г. Орехово-Зуево) на делянках, размером 1м2.
Почва опытных участков - среднесуглинистая, содержащая Р2О5 -25 -27 мг/100 г; К20 - 14-16 мг/100 г; гумуса - 2-2,5 мг/100 г; рН -кислый 5,5. Перед посевом в почву вносили аммиачную, калийную селитры и нитрофоску из расчёта по действующему началу N45P100K45. Повторность опытов - четырёхкратная. Посев проводился вручную широкорядным способом на глубину Зсм при прогревании почвы до - 18 С и оптимальной влажности (60-70 %). Норма высева семян - из расчёта 1,5 млн. шт./га. Уход за посевами проводился в соответствии с технологией возделывания этой культуры в Средней полосе России. Схема мелкоделяночных полевых опытов для растений гречихи сортов Дикуль и Молва: 1 вариант. Контроль - семена гречихи перед посевом перемешивались с дистиллированной водой на шейкере, в фазу бутонизации - начало цветения, растения гречихи опрыскивались дистиллированной водой. 2 вариант. ЭМ, 2.5 10"5 % (сочетание предпосевной обработки семян эмистимом с опрыскиванием растений в фазу бутонизации начало цветения, т.е. двойная обработка). 3 вариант. ЭК, 5 10- % (сочетание предпосевной обработки семян экостом с опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начало цветения, т.е. двойная обработка экостом). 4 вариант. ЭБ, 1 10"9М (сочетание предпосевной обработки семян эпибрассинолидом с опрыскиванием растений в фазу бутонизации -начало цветения, т.е. двойная обработка эпибрассинолидом).
Опрыскивание растений растворами эмистима, экоста и эпибрассинолида проводилось с помощью опрыскивателя, из расчета 0,2 литра на 1м2.
Известно, что в Центральном районе Нечерноземной зоны в среднем за год выпадает 567мм осадков, из них 52% приходится на весеннее - летний период (апрель - август), 20% на осенний (сентябрь-ноябрь) и 28% на холодный (ноябрь- март) (Шаталов и др., 1984). Общий расход влаги растениями гречихи за вегетацию составляет в среднем 530мм. Для формирования урожая зерна гречихи требуется 1300-1600С активных (выше 10С) температур (Елагина, 1984).
В 2003 году сумма активных температур за вегетационный период составила 1872С, количество осадков - 524,8мм. Сухая, жаркая погода третьей декады мая (среднесуточная температура на 3С выше нормы, количество осадков 45% от нормы) привели к замедлению всхожести семян, и оказала негативное влияние на конечную продуктивность растений гречихи. Обилие осадков в первой и третьей декадах июня (выпало до 161% от нормы) с пониженной среднесуточной температурой создали неблагоприятные условия для роста, развития растений гречихи. Из-за обильного количества осадков в июле цветение растений происходило в неблагоприятных условиях, наблюдалось отмирание части боковых побегов загнивание и осыпание цветков и формирующихся плодов. Превышение среднегодовой нормы осадков в августе (212% от нормы) отрицательно сказалось на созревании плодов (табл. 1).
Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида нарост и развитие растений гречихи в условиях мелкоделяночных полевых опытов
Эмистим в концентрациях 5 10"6% и 1 10"% оказывал стимулирующее действие на накопление сырой массы надземных органов проростков у сорта Молва, их масса увеличивалась на 17% и 12%о, соответственно (рис.5). У сорта Дикуль экост в концентрации 5 10"2% снижал массу корней на 20%) и не оказывал влияния на массу надземных органов, изменяя соотношение контролю в пределах ошибки опыта. В той же концентрации экост у сорта Молва экост стимулировал накопление биомассы корней на 30%, а побегов на 4% по сравнению с контролем. Эпибрассинолид в концентрации 1 10"9М у сорта Молва увеличивал массу корней на 41%, массу надземных органов на 15%, у сорта Дикуль биомасса корней оставалась на уровне контроля, а биомасса побегов увеличивалась на 12% (рис.5).
Можно отметить, что эффективное действие эмистима, экоста и эпибрассинолида на рост и развитие проростков проявлялось у эмистима в концентрации 2, 5 1(Г5%: у экоста - 5 10"2% и эпибрассинолида -1 10"9М, что коррелировало с накоплением биомассы (рис.3,4,5). На основании анализа полученных данных, сделано заключение о большей чувствительности к биорегуляторам гречихи сорта Молва, в отличие от сорта Дикуль.
В многочисленных литературных данных по исследованию физиологического действия экзогенных регуляторов на рост и развитие различных культур приводятся разные способы их введения в растения - внесение в почву, предпосевная полусухая обработка семян или их инкрустация, замачивание семян, опрыскивание растений на разных фазах развития и сочетание этих способов (Гамбург, 1986; Кефели, Власов и др., 1990; Хрипач, Лихвич, Жабинский, 1993; Прусакова, Чижова, Хрипач, 1995; Прусакова, Чижова, 1996, 2005).
На растениях гречихи разных сортов наиболее эффективным способом воздействия эмистима, экоста и эпибрассинолида является предпосевная обработка семян и опрыскивание растений в фазу бутонизации - начала цветения, что связано с недостатком фитогормонов в растениях в период прорастания семян и фазу цветения (Ежов, 1999; Колотовкина, 2004; Якушкина, Бахтенко, 2005).
В условиях мелкоделяночных полевых опытов с гречихой посевной сортов Дикуль и Молва использование регуляторов проводилось нами как путем предпосевной обработки семян, так и опрыскиванием растений в фазу бутонизации - начала цветения.
Влияние эмистима, экоста и эпибрассинолида на прорастание и всхожесть гречихи сортов Дикуль и Молва подтвердились в условиях мелкоделяночных полевых опытах 2003-2005гг. при предпосевной полусухой обработке семян.
В 2003 г посев гречихи проводили в конце третьей декады мая, когда среднесуточная температура составила 16,9 С, что на 3 теплее нормы, осадков выпало 81 мм, что составило 45% от нормы за месяц.
Под влиянием биорегуляторов увеличивались прорастание и всхожесть семян до 14% в зависимости от сорта и метеорологических условий в 2003 г. Сухая и жаркая погода третьей декады мая, сменилась на холодную и дождливую в июне (табл.1), при этом прорастание семян было замедлено, часть загнила и погибла. Так у гречихи сорта Дикуль под влиянием эмистима всхожесть семян повышалась на 5%, экоста на 10%), эпибрассинолида на 12%, по сравнению с контролем, а у сорта Молва на 7%, 5 % и 14%, соответственно. Пониженные температуры (температура 12,1 С, что на 2ниже нормы) и обильное количество осадков (67мм, что составило 372%) от месячной нормы) в конце мая 2004 замедлили период прорастания семян в этом году (табл.2). Отмечено, что под действием регуляторов роста увеличивалось число всходов. У сорта Дикуль эмистим повышал всхожесть семян на 4%, экост на 6%, эпибрассинолид на 9%, по сравнению с контролем, у сорта Молва на 8%, 11%) и 12%), соответственно. В 2005 году посадку семян гречихи проводили при температуре 18,8С, что превышало на 5 норму и 79% влажности. У сорта Дикуль прорастание и всхожесть семян под влиянием эмистима увеличились на 2%, экоста на 9% , эпибрассинолида - на уровне контроля, у сорта Молва на 4, 5 и 2%, соответственно.
Таким образом, детерминантный сорт Дикуль оказался менее чувствителен к эмистиму, что отразилось на всхожести семян, и был более отзывчив на экост и эпибрассинолид (табл.4). У сорта Молва, более чувствительному к эпибрассинолиду, всхожесть семян увеличивалась на 12-14% на фоне контроля. Следовательно, эмистим, экост и эпибрассинолид в условиях полевых мелкоделяночных опытов повышали всхожесть семян в зависимости от сорта и метеорологических условий. Изменение длины стебля главного побега сорта Дикуль и Молва под влиянием эмистима, экоста и эпибрассинолида в полевом опыте 2004г в период вегетации представлены в таблице 5.
На основании визуальных наблюдений за развитием растений гречихи сортов Дикуль и Молва в течение 2003-2005гг в условиях Подмосковья выявлено, что длина стебля главного побега была равна 100-118см, что соответствует литературным данным Соколова О.А., 1983г.
Особенности действия эмистима, экоста и эпибрассинолида на содержание общих Сахаров в листьях и плодах растений гречихи на разных этапах онтогенеза
Одним из показателей фотосинтетической активности растений является содержание пигментов в листьях: хлорофиллов а, Ъ и каротиноидов. Являясь компонентами фотосинтетического аппарата, они способны поглощать свет определённой длины волны, что обусловлено присутствием в их молекуле хромофорных группировок (Гавриленко, Ладыгина, Хандобина, 1975; Кузнецов, Дмитриева, 2005; Якушкина, Бахтенко, 2005). Молекулы хлорофилла а непосредственно входят в реакционный центр фотосинтеза, где выступают в роли первичных акцепторов и доноров электронов и принимают участие в преобразовании световой энергии. Остальные хлорофиллы и каротиноиды служат дополнительными пигментами, которые поглощают энергию света и передают её к хлорофиллу-ловушке. Кроме того, каротиноиды выполняют и защитную функцию, играя роль экранов, предохраняющих хлорофилл и другие биологически активные соединения клетки от необратимого окисления.
Реализация фотосинтетической активности в целом растении определяется, с одной стороны, генетической и биохимической автономностью пигментного состава и, с другой стороны, - сложной системой интеграции и кооперативных связей фотосинтеза со всеми функциями организма. Следовательно, пигментный комплекс растений представляет собой сложную и лабильную систему, которая чутко реагирует на изменения условий внешней среды и приспосабливается к ним в пределах своей наследственно закреплённой программы. Исследования последних лет показали, что регуляторы роста растений оказывают существенное влияние на интенсивность и продуктивность процесса фотосинтеза. Большие надежды возлагают на биорегуляторы увеличивающие интенсивность фотосинтеза, которая может быть повышена различными путями, и один из них - количественное изменение содержания основных пигментных систем: хлорофиллов и каротиноидов с помощью эмистима, эпибрассинолида и экоста -экологически безопасных биорегуляторов. Существуют данные, что интенсивность фотосинтеза возрастает с увеличением содержания хлорофилла, однако прямой пропорциональности между двумя этими показателями нет (Баскаков, 1982; Кузнецов, Дмитриева, 2005; Якушкина, Бахтенко, 2005).
Проведенные исследования по изучению действия эмистима, эпибрассинолида и экоста на повышение устойчивости к почвенной засухе пшеницы разных сортов показали изменение степени раскрытия устьиц в листьях, их пигментный состав и повышение интенсивности процесса фотосинтеза (Чижова, Прусакова, Голанцева, 1999; Третьяков, Аканов, Синявин, и др., 2001; Голанцева, 2006). Данные биорегуляторы повышают общее содержание пигментов в листьях томата и фасоли, изменяют интенсивность дыхания (Лихачева, 2004).
Информация о пигментном наборе листьев гречихи сортов Дикуль и Молва в разные периоды онтогенеза была получена при измерении абсорбционного спектра в видимой области in vivo с помощью спектрофотометров СФ - 26 и СФ - 46 Гавриленко, Ладыгина, Хандобина, 1975).
Нами в ходе исследований была изучена динамика содержания хлорофиллов a, b и каротиноидов в листьях растений гречихи сортов Дикуль и Молва под действием эпибрассинолида (10"9М), экоста (5 10"2%) и эмистима (2,5 10"5%), при обработке семян и опрыскивании растений в фазу бутонизации - начала цветения (рис.8,9).
Перед опрыскиванием растений гречихи в фазу бутонизации у сорта Молва содержание хлорофилла а под действием эмистима и экоста находилось на уровне контроля, а под влиянием эпибрассинолида снижалось в 3 раза (рис.9). У сорта Дикуль наблюдалось повышение содержания пигментов хлорофилла а под действием экоста на 68% и эпибрассинолида -на 48%, а под влиянием эмистима снижалось его содержание в 2 раза. Содержание хлорофилла Ь у сорта Дикуль увеличивалось под влиянием эпибрассинолида на 67% на фоне контроля (рис. 8). Количество каротиноидов под действием биорегуляторов в фазу бутонизации находилось на уровне контроля, исключением был вариант при опрыскивании растений гречихи сорта Дикуль эмистимом, где содержание каротиноидов увеличивалось в 2 раза. После опрыскивания растений биологически активными веществами было отмечено, что у обоих сортов содержание хлорофиллов а и Ъ под действием экоста и эпибрассинолида оставалось на уровне контроля, а эмистим у сорта Дикуль увеличивал содержание хлорофилла Ъ в 1,5 раза. Количество каротиноидов увеличивалось под влиянием экоста и эпибрассинолида в 2 раза у сорта Дикуль, и в 3,5 раза у сорта Молва под действием эпибрассинолида (рис.8, 9).
Проведенные исследования показали, что наибольшее повышение содержания пигментов: хлорофилла а и Ъ, каротиноидов наблюдалось в фазу молочной спелости у обоих изучаемых сортов (рис. 10). У растений сорта Дикуль содержание хлорофилла а увеличивалось при обработке экостом на 42%, а у сорта Молва эмистимом и экостом на 53%, эпибрассинолидом на 80%. Экост увеличивал количество хлорофилла Ь у сорта Дикуль в 3 раза, а у сорта Молва в 15 раз, эпибрассинолид в 19 раз по отношению к контролю.
