УДК 631.811.98:565.14

Сельское хозяйство/5. Растениеводство, селекция и семеноводство

Д.с.-х.н. Рябчинская Т.А., к.б.н. Харченко Г.Л., к.с.-х.н. Бобрешова И.Ю.,

Саранцева Н.А.

ФГБНУ «Всероссийский НИИ защиты растений», Россия

Биостимулятор иммунитета и продуктивности растений на основе природных элиситоров компостного червя

В настоящее время в растениеводстве в целях повышения продуктивности сельскохозяйственных растений и устойчивости их к комплексу биотических и абиотических стрессовых факторов среды широко используются полифункциональные препараты различного происхождения, относящиеся в основном к группе регуляторов роста растений. Эффекты действия ряда данных средств обусловлены наличием в их составе биологически активных веществ, обладающих сигнальным или элиситорным действием.

Взаимоотношение растений с окружающим миром, как высокоорганизованных элементов экологических систем, осуществляется путем восприятия физических и химических сигналов, поступающих извне и корректирующих все процессы их жизнедеятельности посредством влияния на генетические структуры, иммунную и гормональную системы. Исследование сигнальных систем растений – это одно из самых многообещающих направлений в современной клеточной и молекулярной биологии. В последние десятилетия учеными достаточно много внимания уделялось изучению сигнальных систем, отвечающих за устойчивость растений к фитопатогенам [1-3]. По образному выражению академика И.А. Тарчевского на языке компьютерной терминологии, геном растения – это жесткий носитель информации, а сигнальная сеть – молекулярный процессор, выполняющий функции оперативного управления жизнедеятельностью.

В качестве элиситоров известно огромное количество химических соединений природного и синтетического происхождения. Многие препараты, обладающие полифункциональным действием, содержат в своем составе биологически активные сигнальные вещества, выделенные из живых организмов или синтезированные искусственным путем (Иммуноцитофит, Альбит, Крезацин, Эпин-Экстра и др.). Действие их на растение, благодаря чрезвычайно высокой активности, осуществляется в очень низких дозировках. При этом они являются экологически безопасными средствами. Наиболее значимый эффект их действия заключается в экспрессии различных генов, находящихся в неактивном состоянии.

В ФГБНУ «ВНИИЗР» разработан биологический стимулятор Стиммунол ЕФ, который содержит в своем составе комплекс более 10 веществ-элиситоров (ненасыщенные жирные и аминокислоты, амины карбоновых кислот, глюканы), выделенные из компостного гибридного червя. При эффективных дозировках препарата расход действующих веществ составляет от 1,4 до 7 г/га.

Установлено, что обработка растений Стиммунолом ЕФ активизирует работу НАДФ-оксидазной и салицилатной сигнальных систем, что обеспечивает повышение устойчивости растений к комплексу фитопатогенов за счет индукции пролонгированного системного иммунитета, действие которого сохраняется в течение 2-2,5 месяцев. При этом в растениях отмечается повышение содержания салициловой кислоты, пероксидазной активности и снижение разности мембранных биопотенциалов.

Эффективность защитного действия Cтиммунола ЕФ (биологическая эффективность от 11 до 75%) зависит от вида вредного объекта, а также от уровня инфекционного фона. При более высоких значениях развития и распространенности заболеваний биологическая эффективность иммунизатора снижается.

Действие препарата на растения проявляется уже через несколько дней после проведения обработки, энергия прорастания семян увеличивается до 13,5% (соя), полевая всхожесть – до 6-8% (зерновые). За счет влияния на гормональную систему растений увеличивается ростовая активность (биометрические показатели различных органов), в частности, площадь листьев на различных культурах увеличивалась на 12-25%, продуктивная кустистость зерновых – на 5-13%. В растениях под действием Стиммунола ЕФ в большинстве случаев отмечалось усиление фотосинтетической активности, что выражалось в увеличении содержания хлорофилла в листьях. В совокупности с увеличением площади ассимиляционной поверхности листового аппарата различных сельскохозяйственных культур это приводило к возрастанию продуктивности фотосинтеза относительно контроля на 8-22%.

В спектре полифункционального действия биопрепарата на растения немаловажен и антидепрессантный эффект, который в большей мере проявляется при гербицидном стрессе. Так, на сое снижение симптомов стресса достигало 36%, антидотный эффект при этом составил 86%.

Разностороннее действие Стиммунола ЕФ на растения способствует значительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур, которая является наиболее значимым показателем эффективности препарата. При оптимальных технологических регламентах применения биостимулятора максимальные прибавки урожая составляли от 11 до 63% (рисунок).

Рисунок. Влияние обработки растений Стиммунолом ЕФ при

оптимальных технологических регламентах

(максимальные прибавки урожая)

Эффекты защитного и ростстимулирующего действия, достигнутые после обработки растений биостимулятором Стиммунол ЕФ, в результате сохранения информации в генетическом аппарате, наблюдались и в растениях первой репродукции (яровой ячмень), что можно связать с явлением превегетации или эпигенетическим наследованием приобретенных признаков [4].

Биологические стимуляторы растений нового поколения, в частности, Стиммунол ЕФ, могут оказать существенный вклад в решение проблемы увеличения потенциальной продуктивности растений и усиления адаптогенных свойств в условиях все возрастающего прессинга неблагоприятных климатических и других стрессовых факторов среды.

Литература

1. Тарчевский И. А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002. 294 с.

2. Тютерев С.Л. Научные основы индуцированной болезнеустойчивости растений. С.-Пб., 2002. 328 с.

3. Ильинская Л.И., Васюкова Н.И., Озерецковская О.Л. Биохимические аспекты индуцированной устойчивости и восприимчивости растений // Защита растений. Т. 7. М., 1991. 193 с.

4. Рябчинская Т.А., Бобрешова И.Ю., Харченко Г.Л., Саранцева Н.А. Отдаленное последействие обработки фитоактиваторами на последующую репродукцию ячменя ярового // Современные иммунологические исследования, их роль в создании новых сортов и интенсификации растениеводства: матер. всерос. науч.-практич. конф., Большие Вязёмы, 18 ноября 2009 г. Большие Вязёмы, 2009. С. 173-179.