Биологические науки/ Структурная ботаника и биохимия растений.

К.б.н., Дурмекбаева Ш.Н., к.с.х.н Мемешов С.К.

Кокшетауский государственный университет имени Ш. Уалиханова

Влияние гумата натрия на анатомическое строение яровой пшеницы

В настоящее время применение гумата натрия получаемого из бурых углей в качестве регулятора роста растений является одним из способов повышение урожайности и качество полученной продукции [1]. Поглощаясь растениями на клеточном уровне, гумат выполняет следующие функции: повышает продуктивность семян, ускоряет общий рост растений и развитие корневой системы. Физиологическая активность гуминовых веществ объясняется влиянием на биоэнергетическую систему организма. Повышение энергетических ресурсов организма ускоряет синтез белка, являющегося основным составным материалом [2-4].

Целью работы являлась экспериментальное обоснование эффективности различных способов применения гуминовых веществ при возделывании яровой пшеницы. Изучали влияние гумата натрия на морфо-анатомические особенности яровой пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая.

Почва опытного участка чернозем обыкновенный, карбонатный, среднемощный, малогумусный. Площадь опытной делянки 100,8 кв. м., учетной 64 кв. м., повторность четырехкратная. Агротехника возделывания пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая соответствовала рекомендациям, принятым в зоне. Обработку семян гуматом натрия в концентрации 0,005 % проводили в день посева, подкормку посевов в фазу кущения, внесение в почву в дозе 60 кг/га перед посевом. Гуминовые вещества применяли без фосфорного фона и на фоне Р₆₀ и сравнивали с контрольным вариантом.

Анатомические исследования проводили по общепринятой методике. Для изучения особенностей анатомической структуры были использованы труды Прозина М.Л. и Braune W. [5,6]. Статистическая обработка морфометрических показателей проводилась по методике Лакина Г.Ф. (1990) [7]. В наших опытах сравнивали анатомическое строение стебля яровой пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая отобранных с контрольного варианта без гуматов с анатомическими строениями стеблей, отобранных с вариантов с применением гумата натрия.

Поперечный срез междоузлий яровой пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая состоит из трех обычных систем тканей: покровной, механической и проводящей [8]. Покровная ткань состоит из одного ряда клеток эпидермы с утолщенными стенками. В нижней части слоя клеток эпидермы расположена механическая ткань включающее кольцеобразную склеренхиму и склеренхимные обкладки проводящих пучков. В волокнах склеренхимы четко выделяются тонкостенные клетки хлоренхимы. Проводящие пучки-закрытые коллатеральные, включают в себя ксилему и флоэму, не имеют камбий. Размещение проводящих пучков имеют особое значение, малые проводящие пучки расположены в волокнах склеренхимы и завершаются склеренхимными обкладками проводящих пучков. Во втором ряду, большие сосудистые пучки размещаются в паренхиме. Клеточные стенки тонкие, паренхимные клетки образуют 4-5 ряда. В центре стебля клетки сердцевинной паренхимы разрушаются и образуется воздушная полость [9, 10].

Во внутреннем строении стебля пшеницы отобранных с контрольного варианта без гуматов механическая ткань состоит из 5-6 рядов клеток, количество проводящих пучков 26, в том числе количество больших проводящих пучков 16, количество малых проводящих пучков 10, паренхимные клетки состоят из 5-6 рядов. Наблюдается увеличение показателей в анатомическом строении растений отобранных с вариантов с применением гумата натрия. На варианте с обработкой семян и подкормкой посевов гуматом натрия увеличена толщина механической ткани, механическая ткань состоит из 6-7 рядов клеток. Наблюдается увеличение количества малых и больших проводящих пучков до 36. Увеличена площадь паренхимных клеток и они состоят из 6-9 рядов.

Увеличение анатомических показателей стебля наблюдается на растениях отобранных с вариантов с обработкой семян гуматом, Р₆₀+ обработка семян гуматом, Р₆₀+подкормка посевов гуматом, Р₆₀+внесение в почву гумата, Р₆₀+обработка семян гуматом и подкормка посевов гуматом.

Результаты проведенного корреляционного и регрессионного анализа показывает тесную сопряженность и прямолинейную зависимость между одним из элементов внутреннего строения стебля количеством проводящих пучков и урожайностью зерна яровой пшеницы. Показатель корреляции r=+0,748±0,541 и показатель регрессии b_ух= 0,443±0,320

Таким образом, при применении гумата натрия изменяются показатели внутреннего строения стебля. Увеличивается толщина механической ткани, количество и площадь проводящих пучков и количество рядов паренхимных клеток. В связи с увеличением толщины механической ткани стебля повышается устойчивость растений к полеганию. Определена положительная корреляция и прямолинейная зависимость между показателем анатомического строения стебля - количеством проводящих пучков и урожайностью зерна.

Поперечный срез анатомического строения листа яровой пшеницы сорта Казахстанская раннеспелая состоит: из системы покровной, основной и проводящих тканей. Покровная ткань –эпидермис составлена двумя типами форм клеток. Длинные и сравнительно приплюснитые клетки паралельно расположены к длинному осью листа. В состав эпидермиса входит большое количество одноклеточных трихом и они часто расположены [11]. На адаксиальной стороне листа по сравнению с абаксиальной стороной устьицы расположены часто. В центральной части паренхимные клетки рыхло связанные. Во всех клетках листовой пластинки имеются хлоропласты. Проводящие пучки –коллатеральные, ксилема расположена в верхней части пластинки листа, флоэма расположена в нижней части. Проводящие пучки окружены двумя рядами клеток. Механическая ткань склеренхима расположена в нижней и верхней стороне проводящих пучков.

Площадь центрального проводящего пучка листовой пластинки отобранного с контрольного варианта в фазу кущения составил - 35,27±2,17 х 10^-3 мм², в фазу выхода в трубку - 44,27±1,15х 10^-3 мм², в фазу колошение - 44,06 ±1,06 х 10^-3 мм². На варианте с обработкой семян и подкормкой посевов гуматом натрия в фазу кущения составила -45,21±1,88х10^-3 мм², в фазу выхода в трубку -52,78±1,64х10^-3 мм², в фазу колошение - 51,92±1,42 х 10^-3 мм². Улучшение анатомических показателей наблюдается и на варианте Р₆₀+ обработка семян и подкормка посевов гуматом (кущение -49,19±2,09 х 10^-3 мм², выход в трубку - 52,77±1,64 х 10^-3 мм², колошение - 51,40±1,14х 10^-3 мм²).

Полученные результаты дают возможность сделать заключение об увеличений площади центрального проводящего пучка под влиянием гумата натрия. Определено положительное влияние гуминовых веществ на особенности анатомического строения яровой пшеницы. Под влиянием гумата натрия в анатомическом строении стебля и листа увеличиваются количество и размеры проводящих пучков, толщина механической ткани, размеры паренхимных клеток и число их слоев. При увеличении толщины механической ткани повышается устойчивость растении к полеганию. Выявлено взаимосвязь между морфо-анатомическими признаками пшеницы и продуктивностью. Особенно высокая коррелятивная связь выявлена между урожайностью зерна и количеством проводящих пучков в анатомическом строений стебля (r=0,748).

Литература:

1 Орлов Д.С. Свойства и функции гуминовых веществ. В сб.: Гуминовые вещества в биосфере.- М.: Наука, 1993.- С.16-27.

2 Апраксина С.М., Думбай И.Н., Кочканян Р.О., Горовая А.И. Комплексообразующая способность веществ гуминовой природы в почве // Химия в сельком хозяйстве.- 1994, № 4.- С.8-10.

3 Urba V. 1988. Humusore latry re vyzire rostlin. Uroda-. 36 (5): 227-229.

4 Schnieder E. 1984. Unterschiedlicher Humus gehalte auf den Pflanzenertrag eines Sandboden.- Arch. Asker - und Pflanzenbau und Bodenk., , Bd. 28 (1), S.59-66.

5 Прозина М.Л. Ботаническая микротехника.- М. 1960.- 208 с.

6 Braune W., Leman A., Taubert. 1971. Pflanzenanatomisches Praktikum. Zur Einfuhrund in die Anatomie der hoheren Pflanzen. Jena. Рр 332.

7 Лакин Г.Ф. Биометрия.- М.: Высшая школа, 1990.- 253 с.

8 Adhikary SK, Alam MZ, Haider SA, Paul NK., 2007. Leaf Anatomical Characteristics in Relation to Grain Yield of Wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars. Journal of Bio – Science 15:  153-158.

9 Esau K. 1960. Anatomu triticum aestivumof seed plants. New York, John Wiley and Sons. Aust. Journal of. Bio. Science. 20. (5): 640-647.

10 Brown W.V., Harris W.F., Graham J.D. 1959. Grass morphology and systematics. I. The internode. Southwest. Nat. (4): 115-125.

11 Australian Covernment Department of Health and Ageining Office of the Gene Technology Regulator, 2008. The Biology of Triticum aestivum L. em Thell. (Bread Wheat). Version 2 February 2008.–P.49.

12 Попович Л.П. О правильном использовании минеральных удобрений // Химизация сельского хозяйства 1992. №2 –С. 15-17.