Биологические науки/ 2.Структурная ботаника и биохимия растений
Бабенко О.Н., Кантаева Т.А.
Костанайский государственный университет им. А.
Байтурсынова, Казахстан
Влияние 24-эпибрассинолида на рост и развитие растений томата (Solаnum lycopеrsicum L.)
Трудности с ведением сельскохозяйственного производства
томатов в Северных областях Казахстана обусловлены особенностями климатических
условий: резко-континентальным климатом, непродолжительным вегетационным
периодом, возможностью заморозков до конца 1 декады июня, а также в августе и
сентябре. В результате томаты не успевают дозревать, ухудшается качество
плодов, наблюдается недобор их урожая, особенно, когда дождливый и холодный май
сдвигает сроки посадки в открытый грунт на более поздний период, а засуха нередко
становится причиной потерь 50% урожая. В настоящее время для увеличения и стабилизации
урожайности овощных культур применяются технологии, важным элементом которых
является использование регуляторов роста [1]. По мнению многих ученых и
практиков [2,3] своевременная корректировка темпов роста и развития растений и повышение
их адаптационных возможностей с помощью регуляторов роста позволяет добиваться высокой
продуктивности растений и улучшать качество урожая.
24-эпибрассинолид – один из наиболее активных
представителей группы брассиностероидов – фитогормонов структурно сходных со
стероидными гормонами животных. Брассиностероиды в очень малых концентрациях
(10-12-10-7 М) регулируют деление и растяжение клеток,
фотосинтез, прорастание семян, ризогенез, фотоморфогенез, старение, синтез
этилена, активность ферментов, экспрессию генов, синтез белков и нуклеиновых
кислот [4,5]. 24-эпибрассинолид вызывает широкий спектр ответов клетки, включая
рост растений, прорастание семян, активность фотосинтеза, фиксацию азота,
повышение устойчивости к холоду, патогенам и солевому стрессу [6,7,8]. Чрезвычайно
высокая биологическая активность и широкий спектр действия 24-эпибрассинолида способствовали
сначала его выделению из природных соединений и активному изучению биологических
свойств, а затем – искусственному химическому синтезу и разработке на его
основе новых препаратов для сельского хозяйства. В настоящее время препараты на
основе эпибрассинолида под разными торговыми названиями производятся в Китае,
Японии, Индии, Беларусии и России [9]. В России в 2003 г. на основе
высокоочищенного 24-эпибрассинолида по оригинальной методике с использованием
нанотехнологий был синтезирован препарат «Эпин-Экстра» (ННПП «НЭСТ М», РФ) [10].
Данный препарат рассматривается как один из немногих зарегистрированных и
доведенных до стадии практического применения современных препаратов нового
поколения, созданных с целью повышения урожайности и качества продукции [11].
В связи с чем, целью нашей работы явилось
изучение влияния корневой обработки и опрыскивания в фазу цветения регулятором
роста «Эпин-Экстра» (действующее вещество 24-эпибрассинолид) растений томата сорта
Сибирский скороспелый на рост и развитие в открытом грунте в условиях Северного
Казахстана. Мелко-деляночные опыты проводились на территории села «Тагильский» Костанайской
области Сарыкольского района. Препарат «Эпин-Экстра» применяли в следующих концентрациях:
для корневой обработки 20-дневной рассады – 0,025 г/л в течение 5 часов при
температуре 200С; для опрыскивания растений в фазу цветения – 0,002
г/л. Концентрации препарата «Эпин-Экстра» были выбраны согласно рекомендаций
фирмы разработчика препарата (ННПП «НЭСТ М», г. Москва, РФ) и более ранних
собственных исследований. Контрольные растения подвергались аналогичной корневой
обработке и опрыскиванию, но только дистиллированной водой. После корневой
обработки саженцы томата высаживались в открытый грунт ручным способом. В
течение вегетации растений томата проводили морфофизиологические и
фенологические наблюдения за их ростом и развитием. Повторность в пределах
одного варианта опыта и при изучении биометрических показателей – десятикратная.
Достоверность полученных результатов оценивали с
помощью стандартного пакета «Анализ данных» программы Excel версии 2010 на персональном
компьютере.
Наши исследования показали, что корневая обработка
и опрыскивание растений томата сорта Сибирский скороспелый в фазу цветения
препаратом «Эпин-Экстра» способствовала формированию более крепких и выносливых
растений. В течение вегетации независимо от фенологической фазы «Эпин-Экстра» стимулировал
рост и развитие надземной части растений томата. Так, высота куста растений
томата, подвергшихся обработке препаратом «Эпин-Экстра» на 80-ый день вегетации
составила 70,85±2,9 см, а высота куста контрольных растений томата была в 2,6
раза ниже по сравнению с опытными растениями томата и составила 27,28±2,2 см. Также
необходимо отметить, что корневая обработка и опрыскивание растений томата
сорта Сибирский скороспелый в фазу цветения препаратом «Эпин-Экстра» привела к увеличению
общего количества цветков, что в свою очередь отразилось на продуктивности растений
томата и привело к увеличению их урожайности на 20%.
Следовательно, можно сделать вывод, что
применение корневой обработки наряду с опрыскиванием растений томата сорта
Сибирский скороспелый в фазу цветения препаратом «Эпин-Экстра» приводит не
только к росту и развитию вегетативных органов (увеличению высоты растений и
облиственности побегов), но также к росту и развитию генеративных органов (увеличению
общего количества цветков и плодов на растении, увеличению массы плодов), что позволяет
существенно увеличить урожайность растений томата при выращивании на открытом
грунте.
Однако для обоснования более широкого применения
данного препарата в отечественном производстве и получения овощной продукции
высокого качества необходимо дальнейшее углубленное изучение биологической
активности препарата на различных овощных культурах.
Литература:
1.
Т.Г. Борисова Значение регуляторов роста в сельскохозяйственном производстве –
Режим доступа:
http://www.nest-m.ru/index.php/publikatsii/stati-o-preparatakh/437-znachenie-regulyatorov-rosta-v-selskokhozyajstvennom-proizvodstve.html
2.
Малеванная H.H. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве
// Плодородие, №1, 2001. – С. 29.
3.
Кунавин Г.А. Пути повышения урожайности овощных культур на юге тюменской
области// Аграрный вестник Урала, №3 (82), 2011. – C. 70-72.
4. Clouse S.D. Brassinosteriod
signal transduction: clarifying the pathway from ligand perception to gene
expression // Molecular Cell, Vol. 10, № 5, 2002. - P. 973–982.
5. Castle J., Montoya T., Bishop G.
J. Selected physiological responses of brassinosteroids: A historic approach //
Brassinosteroids. Bioactivity and Crop Productivity (Eds. S. Hayat, A. Ahmad).
- Dordrecht: Kluwer Academic Publisher, 2003. - P. 45–68.
6. Khripach V., Zhabinskii V., de
Groot A. Twenty years of brassinosteroids - steroidal plant hormones warrant
better crops for the XXI century // Annals of Botany, Vol. 86, 2000 – P. 441
-447.
7.
Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее
регуляция. – Уфа: Гилем, 2001. - 160 с.
8.
Федина Е.О. Влияние 24-эпибрассинолида на фосфорилирование белков растений:
автореф. дисс. на соиск. ст. канд. биол. наук. – Казань: Казанский институт
биохимии и биофизики, 2006. – 110 с.
9. Zhao Y.J., Chen J.C. Studies on
physiological action and application of 24 epibrassinolide in agriculture //
Brassinosteroids. Bioactivity and Crop Productivity, 2003. - P. 159–170.
10.
Чепраков А.В., Филатов М.А., Лукашев Н.В., Малеванная Н.Н. Способ получения 24
эпибрассинолида. - Патент на изобретение № 2272044, 2006. – С. 1.
11.
Будыкина Н.П., Шибаева Т.Г., Титов А.Ф. Влияние эпина экстра −
синтетического аналога 24 эпибрассинолида на стрессоустойчивость и
продуктивность растений огурца (Cucumis sativus L.) // Труды Карельского
научного центра РАН, № 2, 2012. - С. 47–55