Новые регуляторы роста растений

01 Сентября 2003

В.М. ЧЕКУРОВ, С.И. СЕРГЕЕВА, Л.Д. ЖАЛИЕВА, В.Е. КОЗЛОВ, В.В. ВАКУЛЕНКО

В результате селекции, направленной на повышение продуктивности растений, были созданы генотипы с высокой активностью генов, ответственных за повышение урожайности, масличности, сахаристости и т.д., но с пониженной активностью генов, ответственных за устойчивость к па тоге нам и экстремальным факторам среды обитания.

В научной литературе описаны случаи, когда такие слабоактивные (дремлющие) гены активировали различными воздействиями среды (Taliansky, 2002; Чекуров и др., 1992) или биологически активными веществами (БАВ) (Чекуров и др., 1992; Сергеева, 1985). У диких видов высокая жизнеспособность, вероятно, определяется повышенной активностью генов, ответственных за синтез таких БАВ. В частности, растения хвойных пород, произрастающие в экстремальных условиях, очевидно, нарабатывают БАВ в количестве, обеспечивающем их высокую жизнеспособность. Известно, что БАВ из хвойных пород деревьев содержат тритерпеновые кислоты, фенолы, флавоноиды и другие соединения. Они могут играть роль фитоалексинов (особый класс фитонцидов высших растений), действующих как биогенные элиситоры — вещества, способные индуцировать защитную реакцию растений (Метлицкий и др., 1985; Озерецковская, 1994). Вопрос о возможности использования биогенных и абиогенных элиситоров для повышения иммунитета растений обсуждается давно (Дьяков, 1983; Мансфилд и др., 1985). Однако его изучение ограничивалось достаточно узким набором используемых для этих целей препаратов без привлечения природных соединений, выделенных из растений диких видов.

Нами проведены поиск и изучение новых источников БАВ для повышения иммунитета и стрессоустойчивости растений.

Институтом цитологии и генетики совместно с Институтом органической химии на основе веществ из хвои пихты сибирской был создан биологически активный препарат новосил. Его действующим веществом является природный комплекс тритерпеновых кислот с общей формулой С30 H46-48 O4.

Проведенные на яровой пшенице Саратовская 29 и Новосибирская 89 испытания показали, что после обработки семян новосилом (100 г/л) в дозе 50 мл/т повышаются устойчивость растений к корневым гнилям, продуктивная кустистость (см. таблицу). достоверно снижается поражаемость растений мучнистой росой и септориозом. У проростков новосил увеличивал длину колеоптиля на 17-20 %, корней — на 20-25 %. У взрослых растений, росших в керамзите в условиях теплицы, длина корней увеличивалась в зависимости от сорта на 25-41 % (Сергеева и др., 1997). Такое действие новосила на мощность растений, начиная с самых первых этапов прорастания зерна, является одной из причин повышения их устойчивости и продуктивности.

Обработка вегетирующих растений новосилом в фазы кущения и начала колошения позволила снизить пораженность мучнистой росой и септориозом на 20-25 %.

В Алтайском крае и Новосибирской области в условиях засухи 1998 г. применение этого препарата повысило урожайность яровой пшеницы с 7-9 до 12-16 ц/га, что свидетельствует о его антистрессовой активности и повышении засухоустойчивости растений. Прибавку урожайности обеспечило повышение продуктивной кустистости, числа зерен в колосе и массы 1000 зерен.

На озимой пшенице Югтчна в условиях Краснодарского края биологическая эффективность предпосевной обработки семян новосилом (50 и 100 мл/т при расходе рабочего раствора 10 л/т) в борьбе с фузариозно-гельминтоспориозными гнилями составила 50 и 51,8%. При этом было получено достоверное повышение урожайности на 3,5-3,7 ц/га.

Обработка вегетирующих растений озимой пшеницы новосилом сдерживала развитие мучнистой росы и пятнистостей листьев и повышала урожайность на 4,5 ц/га. Биологическая эффективность против мучнистой росы составила 40,5-42,8%, септориоза — 50-51, пероноспороза — 38,6 %. Однако против бурой и желтой ржавчины эффективность препарата была незначительной.

Дальнейшие исследования позв лили выделить 20 новых препаратов не только из хвои пихты, но и из лиственницы, сосны, ели. Наибольшей активностью обладали РастСтим из пихты, биостим (в России препарат не зарегистрирован) и срезар из лиственницы. Все они в той ил иной степени повышали устойчивость пшеницы к различным заболеваниям, но этот эффект зависел о сорта.

В Краснодарском крае препарат растстим испытывали в 1998—2000 гг на искусственном фоне заражения твердой головней. Наибольшая эффективность отмечена при норме расхода 100 мл/г (50,4-53,9%) и 200 мл/т (47,3-79,4 %), эффективность винцита (стандарт) — 87,6 % (поражение в контроле 28,2 %). Развитие корневых гнилей растстим снижал на 72 %, винцит — на 76,7 %. Растстим был более эффективен чем новосил, против твердой головни (на 60%) и корневых гнилей (на 32%) при обработке семян озимой пшеницы сорта Офелия в 1999 г.

Обработка в начале цветения озимой пшеницы сорта Победа лариксином, биостимом и срезаром была высокоэффективна против бурой и желтой ржавчин. Лариксин подавил их развитие на 86 и 92 %. Против комплекса болезней (септориоз, бурая и желтая ржавчина) лучше всего действовал РастСтим, его эффективность против септориоза составила 61 %, против ржавчин — соответственно 80 и 83 %. Урожайность по всем трем вариантам опыта коррелировала с уровнем подавления болезней и достоверно превышала контроль на 3,5-5,3 ц/га.

В Новосибирске обработка семян яровой пшеницы лариксином, биостимом и срезаром привела к появлению (либо усилению) на стеблях и листьях воскового налета, листья отличались темно-зеленым цветом, что свидетельствует о выработке большего количества хлорофилла (на 15-20 % в сравнении с контролем). Возросли продуктивная кустистость (на 10-25 %), масса 1000 зерен (на 28 %), число зерен в колосе и на растении, урожайность зерна (на 25-30 %). Обработка растений этими препаратами в стадии кущения и начала колошения позволила резко (на 30-50%) снизить пораженность мучнистой росой, септориозом, гельминтосяориозом, а в вариантах с использованием больших концентраций отмечали только единичные симптомы поражения. Во всех вариантах опытов увеличилась продуктивность пшеницы. В тех же вариантах, где помимо обработки семян проводили опрыскивание вегетирующих растений в стадии кущения и начала колошения, прибавка урожая достигла 45-50 % по отношению к контролю. Наибольшую эффективность проявили биостим и срезар. Они обеспечили прибавку урожая сорта Карагандинка 70 на 36-45 %, Новосиби ская 89 — 43-50 %, что выше, чем у эталона (новосил), на 15-20%.

Производственные опыты показали результаты, сходные с мелкоделяночными. Так, в 2002г. В Ставропольском крае наибольшую прибавку урожая озимой пшеницы сорта Зимородок дало применение срезара (6,5 ц/га), лариксин (5,4 ц/га) и растстима (4,5 ц/га). Максимальная прибавка при обработке новосилом составила 2,8 ц/га.

Весной 2002 г. в Новосибирске был заложен опыт по изучению дополнительной серии препаратов из различных частей хвойных растений. Агроклиматические условия сезона способствовали сильному развитию корневых гнилей и массовой гибели всходов пшеницы на опытных полях. Обработка семян препаратами из древесины и коры хвойных обеспечивала большее число всходов (на 17-24%), а опрыскивание по вегетации — число выживших к моменту колошения растений (на 22-43 %). Достоверно выросла и их продуктивность.

Необходимо отметить, что исследованные препараты отличались как по универсальности, так и по специфичности. Новосил обладал определенной специфичностью, был достаточно эффективен против мучнистой росы, септориоза, гельминтоспориоза, но слабо противостоял ржавчинной, головневой и некоторым другим инфекциям. Отмечена повышенная чувствительность отдельных сортов к действию новосила на продуктивность растений. Растстим, лариксин и срезар были более универсальными и снижали развитие целого ряда болезней пшеницы в том числе ржавчины, головни корневых гнилей. Эти препараты являясь, биотическими элиситорами, в малых концентрациях действуют на иммунную ситсему растений, вызывая в ряде случаев системную продолжительную неспецифическую устойчивость.

Дальнейшее исследование биологически активных веществ природного происхождения на другие сельскохозяйственные растения, а также изучение механизмов их действия, возможно, позволит по-новому взглянуть на проблему иммунитета растений.

Институт цитологии и генетики СО РАН, Краснодарский НИИСХ имени П.П. Лукьяненко, ЦИНАО

Источник: Журнал «Защита и карантин растений» №9.

Новые регуляторы роста растений

Ссылки по теме в разделе «СМИ о нас»