РЕЗУЛЬТАТЫ МЕЖДУНАРОДНОГО НАУЧНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА ПО ПОИСКУ НОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ

Курманкулов Н.Б., Бортникова К.А.,

Ермагамбетов Р.Р., Акимбаева Н.О., Ержанов К.Б.

Институт химических наук имени А.Б. Бектурова

ics_rk@mail.ru

Султанова З.К., Сотникова В.В.

Казахский научно-исследовательский институт

плодоводства и виноградарства

npcppp@mail.ru 

Никольский М.А., Панкин М.И.

ГНУ Анапская ЗОСВиВ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии

azosviv@pochta.ru 

Проблемы развития сельского хозяйства принимают глобальные масштабы. Так, концепция устойчивого развития включает в список основных вопросов, которые должно будет решать человечество, следующие: рост народонаселения; источники энергии и новые топлива; пища, включая питьевую воду; истощение ресурсов; глобальные климатические изменения; проблема загрязнения воздуха, воды (мировой океан, моря, озера, реки и подземные источники) и почвы; проблема ограничения производства и потребления токсических и вредных продуктов [1]. Решение практически всех этих указанных вопросов, так или иначе, связано с успешным развитием сельского хозяйства в мировом масштабе.

В работе [2] по экономическим аспектам применения пестицидов в современном земледелии России приводятся следующие данные: в России на гектар пашни вносится 16 кг минеральных удобрений, в то время как в мире в среднем – 98 кг, в США – 113, в Китае – 294 кг; пестицидов соответственно – 0,08; 1,59; 3,47 и 3,10 кг/га. Урожайность зерновых культур в России составляет 14,4 ц/га, средняя в мире – 28,3, в США – 56,8 и в Китае – 49,7 ц/га; сахарной свеклы – 168 ц/га, в мире – 392, в США – 489 и в Китае – 493 ц/га; картофеля – 94; 164; 402 и 173 ц/га соответственно. Эти данные указывают на прямую зависимость урожая от количества применяемых минеральных удобрений и пестицидов.

Важным резервом повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции является применение регуляторов роста растений (РРР). К концу 80-х годов прошлого века регуляторы роста растений стали рассматриваться как самостоятельный обширный класс физиологически активных веществ, объединенных терминами: «средства регуляции биологических процессов», «биорегуляторы», «фиторегуляторы», «синтетические стимуляторы роста растений» и др. РРР призваны стимулировать прорастание семян, фотосинтез, транспорт веществ, формообразующие процессы (улучшение выполненности и размера плодов), устойчивость к абиотическим стрессам (к недостатку влаги, высоким и низким температурам), систему защиты от патогенов и вредителей. РРР стали качественно новым методом интенсификации производства в сельском хозяйстве и наиболее полно удовлетворяют возрастающим требованиям к обеспечению безопасности пестицидов для здоровья человека, теплокровных животных, полезной фауны агроценозов. В настоящее время под РРР следует понимать, что это экзогенные синтетические и природные органические соединения, которые влияют на жизненные процессы растений, не оказывая в используемых концентрациях токсического действия, и не являющимися источником питания [8, 9].

В последние годы наука достигла больших успехов в понимании того, как гормоны регулируют жизнь растений, вызывая переключение генетических программ, определяющих последовательность этапов развития, а также ответ растений на внешние воздействия [10]. В этой же статье автор в доступной форме излагает и рассматривает фитогормоны, физиологические программы, в регуляции которых они принимают участие, а также их практическое применение. Среди последних укажем на совместное действие ауксина и кинетина (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема совместного действия ауксина и кинетина

на рост и процессы дифференцировки у каллуса сердцевины стебля табака

Концентрация ауксина во всех колбах - 2 мг/л. Содержание цитокинина, мг/л: a - 0; б - 0,02; в - 0,5-1; г - 5

К концу прошлого века было обнаружено и изучено в той или иной степени около 5000 соединений (химического, микробиологического и растительного происхождения), обладающих регуляторным действием, но в мировой практике использовалось около 50. В 2003 г. в растениеводстве России использовали 83 препарата на основе 33 действующих веществ. По оценкам специалистов ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, в настоящее время в сельском хозяйстве широко применяются 8-10 регуляторов роста растений, а обрабатываемые площади составляют около 10 млн. га и темпы роста их применения постоянно увеличиваются [11].

В связи со всем вышеизложенным, исследования по поиску новых регуляторов роста растений особенно актуальны в современных условиях, когда вопрос использования ресурсосберегающих технологий в сельском хозяйстве встает особенно остро.

В Институте химических наук им. А.Б. Бектурова уже на протяжении долгого времени проводятся фундаментальные и прикладные исследования по поиску новых эффективных регуляторов роста растений [12]. Результатом этих исследований явились препараты акпинол и фоспинол [13]. На рисунке 2 показаны структурные формулы, на основе которых нами разрабатываются регуляторы роста растений.

Рисунок 2 – Структурные формулы некоторых регуляторов роста растений

Анализ данных экономической эффективности применяемых регуляторов роста при выращивании подвоев показал, что регулятор роста АЕС-17 повышает рентабельность в 1,4 раза, на каждый тенге дополнительных затрат получено 2,6 тенге прибыли. Чистый доход в среднем за 4 года исследований составил примерно 3524 тыс. тенге, при 2414 тыс. тенге/га – на контрольном варианте (таблица 1).

Таблица 1 – Экономическая эффективность регулятора роста АЕС-17 при выращивании подвоев из одревесневших черенков винограда

Рентабельность применения регулятора роста АЕС-17 при выращивании корнесобственных саженцев на всех сортах винограда выше, чем в контрольном варианте и в зависимости от сорта составляет величину от 56 до 164% (таблица 2).

Таблица 2 – Экономическая эффективность применения регуляторов роста при выращивании корнесобственных саженцев винограда (2005-2007 гг.)

По расчетам МНТЦ «Агробиотех» 1 $, вложенный в технологию биолана, гарантирует дополнительно до 14,4 $ прибыли [14].

В заключении следует отметить, что большие объемы применения и продаж пестицидов привели к тому, что этот рынок прочно завоевали крупные западные концерны (Байер, Сингента, Дау, БАСФ, Монсанто, Дюпон). Потребность рынка в РРР и стимуляторах с очень низкими дозами применения на уровне 5-50 мг/га может быть обеспечена на счет опытных и пилотных установок.

Таким образом, рассмотренные выше теоретические, практические и инновационные аспекты создания высокоэффективных регуляторов роста растений указывают на высокую актуальность и практическую значимость для агропромышленного комплекса России и Казахстана исследований в этом направлении.

Список использованной литературы

1 Кустов Л.М., Белецкая И.П. "Green Chemistry" – новое мышление. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева). – 2004. – Т. XLVIII, № 6. – С. 3-12.

2 Захаренко В.А., Захаренко А.В. Экономический аспект применения пестицидов в современном земледелии России // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2005. – Т. 49, № 3. – С. 55-63.

3 www.minagri.kz

4 Буць А.А. Организация производства сельскохозяйственных химических препаратов // I-Межд. аграрный инвестиционный форум «АГРОИНВЕСТ.KZ - 2008». – г. Астана, 23-24 октября 2008 г. www.kam.kz/page.php?page_id=498&lang=1&parent_id=310

5 Комплекс мер по устойчивому развитию агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2009 – 2011 годы. // www.minagri.kz/evolution/detail.php?ID=4181

6 Лебедев В. Катализаторы химического кластера. // Казахстанская правда, 10.10.08 г.

7 Послание Президента Республики Казахстан Н.А. Назарбаева народу Казахстана. 6 марта 2009 года. // www.akorda.kz

8 Гамбург К.З., Кулаева О.Н., Муромцев Г.С., Прусакова Л.Д., Чканников Д.И. Регуляторы роста растений / Под ред. Муромцева Г.С. М.: Колос, 1979. – 279 с.

9 Пономаренко С.П. Регуляторы роста растений. – Киев, 2003. – 319 с.

10 Кулаева О.Н. Как регулируется жизнь растений // Соросовский образовательный журнал – 1995. – № 1. – С. 20-27.

11 Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов С.Л., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и имунопротекторными свойствами. // Агрохимия – 2005. – № 11. – С. 76-86.

12 Ержанов К.Б., Визер С.А., Курманкулов Н.Б. Научный вклад лаборатории химии физиологически активных соединений в развитие химии ацетиленовых и гетероциклических соединений. // Хим. журн. Казахстана. − 2005. − № 4. − С. 208-239.

13 Басымбеков М., Ержанов К. Өсімдік шығымын реттеуіштер. – Алматы: Қайнар, 1995. – 176 б.

14 http://agrobiotech.com.ua