Применение регуляторов роста растений: теоретические, практические и инновационные аспекты
Никольский М.А., к.с.-х.н., доцент, зав. лаборатории, , Панкин М.И, к.с.-х.н., доцент,директор
Государственное научное учреждение Анапская зональная опытная станция виноградарства и виноделия Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук, mcnik-anapa@mail.ru
Султанова З.К., д.т.н., профессор,
Казахский научно-исследовательский институт плодоводства и виноградарства АО «Казагроинновация», г. Алматы, Казахстан
Жилкибаев О.Т., д.х.н., профессор,
Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы, Казахстан
Курманкулов Н.Б., д.х.н., профессор, Ержанов К.Б. д.х.н., профессор
Акционерное общество «Институт химических наук имени А.Б.Бектурова», г. Алматы, Казахстан
Резюме: в статье приводятся результаты исследований по технологиям производства саженцев винограда и яблони на основе применения казахстанских регуляторов роста растений
Summary: The article presents results of research on technologies for the production of grapes and apple seedlings on the basis of Kazakh plant growth regulators
Ключевые слова: регуляторы роста растений, препараты, саженцы, виноград
Key words: plant growth regulators, preparations, seedlings, grapes
Наиболее важной составной частью любой национальной экономики, где производится жизненно важная для общества продукция и сосредоточен огромный экономический потенциал, является агропромышленный комплекс. Развитие его в решающей мере определяет состояние всех отраслей экономики, уровень продовольственной безопасности государства и социально-экономическую обстановку в обществе [1].
В свою очередь, концепция устойчивого развития сельского хозяйства включает в себя ряд вопросов, наиболее значимые из которых это: рост народонаселения; источники энергии и новые виды топлива; пища, включая питьевую воду; истощение ресурсов; глобальные климатические изменения; проблема загрязнения воздуха, воды и почвы; проблема ограничения производства и потребления токсических и вредных продуктов. Таким образом, перед сельским хозяйством наиболее остро встает вопрос интенсификации отрасли, получения большего количества продукции с единицы площади.
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. 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. [3,4].
Исследования по поиску и апробации новых регуляторов роста растений являются актуальным вопросом для сельского хозяйства. В Институте химических наук им. А.Б. Бектурова совместно с институтами аграрного профиля стран СНГ проводятся фундаментальные и прикладные исследования по поиску новых эффективных регуляторов роста растений [5]. Результатом этих исследований явились препараты акпинол, фоспинол и гуминовые препараты.
Наши исследования проводились в полевых опытах в России в Краснодарском крае на школке саженцев ОАО АФ «Южная», в Республике Казахстан в ОХ «Помологический сад» Талгарского района Алматинской области.
Для изучения влияния регуляторов роста на увеличение выхода посадочного материала винограда были использованы черенки столовых сортов Виктория и Кишмиш лучистый. Испытывались препараты АЕС-17, КН-2, ДЕБ-41 в дозе 50 мг./л. – регуляторы нового поколения, синтезированные в Институте химических наук им. А.Б. Бектурова,
Для изучения влияния регуляторов роста на увеличение выхода посадочного материала яблони были заложены полевые опыты в первом поле питомника и продолжены исследования во втором поле питомника согласно схемам опыта (24 варианта). Объектами исследований в опытах по изучению влияния регуляторов роста являлись карликовый подвой яблони Арм 18, выведенный Л.А. Апояном в Армянском НИИ виноградарства, виноделия и садоводства и полукарликовый подвой ММ106.
Агротехнические опыты проводились в 4-х кратной повторности по 25 маточных кустов и 100 растений в повторности.
Оптимальную концентрацию новых регуляторов роста устанавливали в лабораторных условиях по методике Турецкой Р.Х. [7]
В качестве регуляторов роста на яблоне испытаны: гетероауксин, корневин, акпинол, АЕС-17, КН-2, ДЕБ-41.
Известно, что одни и те же регуляторы роста на черенки разных сортов винограда, в зависимости от степени регенерационной активности черенков, действуют неодинаково. Поэтому испытываемыми стимуляторами обрабатывали черенки всех исследуемых сортов, затем сравнивали результаты с контролем и между собой (таблица 1).
Таблица 1 – Приживаемость черенков в школке %, (среднее за 2010-2011гг.)
Сорта |
Препараты |
||||
Контроль (вода) |
АЕС-17 |
КН-2 |
ДЕБ-41 |
НСР05 |
|
Виктория |
45,8 |
69,6 |
70,1 |
60,8 |
5,3 |
Кишмиш лучистый |
75,2 |
90,2 |
90,9 |
87,9 |
2,5 |
Как видно из приведенных в таблице данных, обработка черенков испытуемыми препаратами обладает математически доказуемой эффективностью, характеризующейся более высокой приживаемостью их в школке. При анализе приживаемости черенков в полевом опыте установлено, что наибольшим эффектом на обоих сортах обладают препараты АЕС-17 и КН-2, различие по сортам не существенное и находится в пределах ошибки опыта. Меньшую эффективность показывает препарат ДЕБ – 41.
Кроме учетов по приживаемости черенков нами проводились учеты показателей роста и развития растений, которые заключались в замере длины побегов и измерении площади листовой поверхности.
По окончании периода вегетации полученные саженцы были выкопаны и отсортированы согласно ГОСТ 28181-89 «Саженцы винограда» (таблица 2).
Таблица 2 - Выход стандартных саженцев из школки %, (среднее за 2010-2011гг.)
Сорта |
Препараты |
||||
Контроль (вода) |
АЕС-17 |
КН-2 |
ДЕБ-41 |
НСР05 |
|
Виктория |
27,0 |
41,6 |
36,8 |
35,2 |
3,9 |
Кишмиш лучистый |
43,7 |
68,7 |
64,5 |
50,0 |
5,3 |
Эффективность препаратов характеризуется отзывчивостью сортов на их обработку, которая выражается в увеличении прижившихся черенков винограда и выходе стандартных саженцев из школки. Все изучаемые биостимуляторы показали математически доказуемое положительное воздействие на выход саженцев в полевых условиях. Наибольший выход на обоих сортах наблюдался у растений обработанных АЕС-17, другие препараты так же показали высокий результат. У вариантов АЕС-17 и КН-2 на сорте Кишмиш лучистый, различие в показателе выхода саженцев из школки не существенное и находится в пределах ошибки опыта.
Таблица 3 - Среднее количество корней диаметром больше 2 мм, шт, (среднее за 2010-2011гг.)
Сорта |
Препараты |
||||
Контроль (вода) |
АЕС-17 |
КН-2 |
ДЕБ-41 |
НСР05 |
|
Виктория |
2,6 |
5,1 |
7,7 |
5,8 |
2,0 |
Кишмиш лучистый |
4,8 |
5,6 |
6,0 |
5,1 |
2,4 |
Саженцы, отвечающие стандарту качества, по показателю количества корешков диаметром более 2 мм, все стимуляторы показали высокий выход стандартных саженцев. Наибольшее количество корней с диаметром больше 2 мм. наблюдалось у сортов обработанных КН-2
Неблагоприятные климатические условия 2010 года в момент высадки отводков яблони в первое поле питомника сказались на их приживаемости. В опыте с применением регуляторов роста приживаемость отводков низкая. Максимальная приживаемость 62,4% отмечена в варианте с акпинолом, несколько ниже -51,8% в варианте с КН-2, в контроле -44,2%. В целом, в среднем за 2009-2010 гг. регуляторы роста положительно влияли на приживаемость подвоев в первом поле питомника, которая была выше контрольного варианта в 1,13-1,2 раза.
Весной 2010 года на втором поле питомника проведено определение степени отрастания заокулированных глазков в зависимости от регуляторов роста. Лучшие показатели отрастания глазков (94%) отмечены при обработке АЕС -17 и акпинол (89,1%). Несколько ниже 88,4% и 88% в вариантах корневин и КН-2 соответственно, в контроле 84%.
Нами установлено положительное влияние регуляторов роста на биологическую продуктивность подвоев и саженцев яблони в питомнике. Получены биометрические показатели по формированию общего количества листьев на побеге, их размеров и площади листовой поверхности (таблица 4).
Более существенное влияние регуляторы роста оказали на размеры листьев и площадь листовой поверхности. Показатели эти в результате воздействия препаратов не однородны. Установлено, что действие испытуемых регуляторов роста (КН -2, АЕС -17, корневин) по этим показателям превосходил контроль. В опытах с регуляторами роста выделился вариант с КН -2 (38,6 см2), в контроле 27,2 см2, площадь листовой поверхности составила 1621,2 см2, в контроле 979,2 см2.
Таблица 4 - Влияние регуляторов роста на биологическую продуктивность саженцев яблони в питомнике, 2010 г.
Варианты |
Кол-во листьев на 1 саженце |
Площадь 1 листа, см2 |
Площадь листовой поверхн. см2 |
Диаметр штамба, мм |
Высота саженца, см |
Контроль |
36 |
27,2 |
979,2 |
8,2 |
99,2 |
Гетероауксин |
39 |
30,5 |
1189,5 |
8,6 |
104,7 |
Корневин |
40 |
37,5 |
1500 |
9,2 |
106,0 |
Акпинол |
39 |
26,1 |
1017,9 |
9,3 |
105,6 |
АЕС -17 |
41 |
35,4 |
1451,4 |
8,4 |
105,5 |
КН-2 |
42 |
38,6 |
1621,2 |
8,7 |
116,7 |
НСР05 |
5,3 |
|
300 |
F ф < Fт |
F ф< Fт |
Р,% |
4,5 |
|
8.0 |
3,5 |
7,0 |
Высокие показатели площади листовой поверхности свидетельствуют о влиянии вносимых в питомнике регуляторов роста на положительный метаболизм саженцев, способности накапливать большое количество пластических веществ (сахаров, крахмала) и, следовательно на хорошем росте и развитии саженцев. Проведенные замеры показали, что наиболее качественные и высокие саженцы выросли на вариантах, где были применении регулятор роста КН -2. Высота саженцев достигла 130,9; 127,2 и 116,7 см, соответственно, тогда как в контроле высота была 99,2 см (с регуляторами роста). В этих вариантах диаметр штамба был в 1,2 раза больше, чем в контроле.
Также нами изучалось действие регуляторов роста на развитие корневой системы саженцев яблони, её длину и массу (таблица 5).
Таблица 5 – Влияние регуляторов роста на развитие саженца (второе поле питомника)
Вариант |
Длина корневой системы, см |
Вес корневой системы саженца, г |
Вес надземной части саженца, г |
Общий вес саженца, г. |
Контроль |
326,0 |
13,2 |
90,5 |
103,7 |
АЕС-17 |
452,7 |
22,3 |
103,7 |
126,0 |
КН-2 |
461,9 |
22,9 |
105,8 |
128,7 |
НСР0,05 |
126,4 |
- |
- |
|
Р,% |
8,3 |
- |
- |
|
Замеры общей длины корневой системы показали, что при применении КН -2 увеличил протяженность корневой системы на 41,6%. На этих же вариантах отмечалось увеличение веса корневой системы на 2,1 -1,9%, КН -2-1,7%.
Интенсивное развитие корневой системы под действием регуляторов роста положительно сказалось на росте и общем весе саженца, который в варианте, КН -2 -21,5%. Это говорит о высоком качестве саженцев яблони, полученном в варианте КН-2.
Установлено, что на винограде у всех испытуемых стимуляторов корнеобразования наблюдается высокая эффективность их применение. Наибольшую эффективность показывают препараты АЕС-17 и КН-2, у которых различия не существенны и находятся в пределах ошибки опыта.
Во всех вариантах с использованием стимуляторов наблюдается математически доказуемое положительное влияние использования ФАВ на образование большого количества корней диаметром более 2 мм. однако, наибольшее количество корней диаметром более 2 мм на обоих сортах наблюдается в варианте КН-2.
Применение регуляторов роста способствовали повышению выхода стандартных саженцев яблони по сравнению с контролем. Выход саженцев на делянках с применением регуляторов роста увеличился на 10,6-11,5% по отношению к контролю.
Проведенный экономический анализ показал высокую эффективность новых регуляторов роста. Регуляторы роста в питомнике положительно влияют на экономические показатели. Чистый доход на выделившихся вариантах составил 428 350 – 819 000 тенге/га. Экономические расчеты произведены с использованием технологических карт выпущенных НИИ плодоводства и виноградарства в 2007 г.
Список использованной литературы
1. Комплекс мер по устойчивому развитию агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2009 – 2011 годы. // www.minagri.kz/evolution/detail.php?ID=4181
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. 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.
4. Пономаренко С.П. Регуляторы роста растений. – Киев, 2003. – 319 с.
5. 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.
6. Турецкая Р.Х. Вегетативное размножение растений с применением стимуляторов роста // Р.Х. Турецкая, Ф.Я. Поликарпова. - М.:Наука, 1968.- 94с.