Способ повышения термоустойчивости овощных культур
Владельцы патента RU 2349088:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Проводят предпосевную обработку семян в течение 10-12 часов раствором фитопрепарата, в качестве которого используют раствор эпибрассинолида в концентрации 10 нМ/л, с последующей вторичной обработкой молодых растений раствором эпибрассинолида в концентрации 10 мкМ/л при норме расхода 2-3 мл/растение. Изобретение позволяет стимулировать рост и развитие растений, усилить процессы генеративного развития и повысить продуктивность на фоне стрессовых температур. 3 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве.
Большая часть России принадлежит к зоне неустойчивых температур, поэтому культурные растения постоянно подвергаются действию неблагоприятных факторов: кратковременных заморозков, длительного понижения и повышения температуры. Поэтому одной из проблем является повышение устойчивости растений как к низким, так и высоким температурам.
Применяют различные способы повышения устойчивости растений к отдельно действующим факторам у отдельных культур.
Известен способ обработки семян льна-долгунца сорта Алексим эпином в дозе 20-25 мг/га на повышение устойчивости растений к низким температурам (-7°С), проявляющуюся в сохранении всходов и интенсивности роста растений (Белопухов С.Л, Фокин Е.В. Действие защитных стимулирующих комплексов с эпином на рост и развитие льна-долгунца / Изв. ТСХА. - 2004. - Вып.1. - С.32-39).
Наиболее близким является способ повышения морозоустойчивости озимой пшеницы, включающий предпосевную обработку растений биологически активным препаратом на основе тритерпеновых кислот, выделенных из древесной зелени пихты экстракцией с последующей обработкой щелочным агентом (RU №2269895, МПК7 А01N 65/00, опубл. 20.02.2006 г.).
Недостатком известных способов являются высокие нормы расхода препарата (0,5-1,0 л/т семян). Кроме того, применение препаратов ограничивается только низкими отрицательными температурами, что лимитирует более широкое применение его в качестве антистрессора. В ряде препаратов включены соединения, оказывающие на растение неизвестное действие.
Технический результат заключается в повышении термоустойчивости овощных растений к различным неблагоприятным температурам - от пониженных положительных до повышенных. Кроме того, индуцируется стимуляция роста и развития растений, что приводит к повышению урожайности.
Технический результат изобретения достигается тем, что способ повышения термоустойчивости овощных культур включает предпосевную обработку семян раствором фитопрепарата, в качестве которого используют раствор эпибрассинолида в концентрации 10 нМ/л, в течение 10-12 часов с последующей вторичной обработкой молодых растений раствором эпибрассинолида в концентрации 10 мкМ/л при норме расхода 2-3 мл/растение.
Эпибрассинолид - фитогормон стероидной природы, обладающий ростостимулирующим эффектом, впервые был выделен из липидной фракции пыльцы рапса. В настоящее время брассиностероиды синтезируются главным образом из кампестерола (Хрипач В.А., Жабинский В.Н., Лахвач Ф.А. Перспективы практического применения брассиностероидов - нового класса фитогормонов / Сельскохозяйственная биология, 1995. - №1. - С.3-9). В исследованиях использовали раствор эпибрассинолида в ампулах (фирменное название Эпин-экстра Р).
Продолжительность предпосевной обработки семян препаратом менее 10 ч снижает поступление в семена действующего вещества. Продолжительность предпосевной обработки семян более 12 часов снижает эффективность препарата за счет разложения органических веществ и накопления продуктов распада.
Концентрация 10 нМ/л оказала наиболее эффективное влияние на всхожесть семян и рост проростков по сравнению с контрольными (необработанными) семенами (табл.1).
Повышение термоустойчивости проверяли на примере семян томата раннеспелого сорта (Боярин) и среднеспелого сорта (Грунтово-Грибовский).
Способ осуществляют следующим образом.
Семена замачивают в растворах эпибрассинолида концентрации 10 нМ/л в течение 10-12 часов при температуре 24°С. После этого семена промывают, высаживают в сосуды с почвой и выращивают до возраста 6-7 настоящих листьев. Затем повторно обрабатывают (опрыскивают) молодые растения раствором эпибрассинолида концентрации 10 мкМ/л в дозе 2-3 мл/растение. Термоустойчивость растений оценивают путем помещения 14-дневных проростков в условиях различных температур: оптимальная температура (22-23°С), повышенная температура (35-36°С), длительное охлаждение (10-12°С), кратковременное охлаждение (2-3°С). Кратковременное охлаждение моделировали в течение 3-х суток по 8 часов ежедневно. В качестве контроля использовали растения, выдержанные в тех же температурных условиях, но без предварительной обработки раствором эпибрассинолида. После окончания действия температурного фактора определяли ростовые параметры растений: длину надземных и подземных органов, сырую и сухую массу растений, содержание сухого вещества в листьях и корнях, площадь листовой поверхности, а также чистую продуктивность фотосинтеза.
Через 5 дней после прекращения действия неблагоприятных температур растения пикируют и высаживают в открытый грунт для последующего определения продуктивности томата в последействии стрессового фактора.
Выявлено, что предпосевная обработка семян раствором эпибрассинолида в концентрации 10 нМ/л достоверно повышала по сравнению с необработанными растениями значения: высоту побега, длину корней, сырую и сухую массу, содержание сухого вещества в листьях, чистую продуктивность фотосинтеза во всех температурных вариантах (табл.2). Применение раствора эпибрассинолида во всех вариантах увеличивало урожайность за счет увеличения количества плодов с одного растения (табл.3). Урожайность томата повысилась на 21% (1,58 кг/м2) после температуры 23-24°С; на 12% (0,82 кг/м2) - после 35-36°С; на 28% (1,91 кг/м2) - после 10-12°С; на 12% (0,87 кг/м2) - после 2-3°С.
Сочетание предпосевной обработки и опрыскивания растений раствором эпибрассинолида оказало более эффективное действие на развитие и продуктивность томата. Внекорневая обработка ускоряла наступление фазы бутонизации на 7-9 дней по сравнению с контролем и на 2-4 дня - по сравнению с только предпосевной обработкой. Двойное применение раствора эпибрассинолида увеличило урожайность культуры на 3% при оптимальной температуре, на 14% - при повышенной, на 6% - при длительном охлаждении и на 3% при сильном кратковременном охлаждении (табл.3).
Таким образом, предлагаемое решение позволяет стимулировать рост и развитие растений, усилить процессы генеративного развития и повысить продуктивность на фоне стрессовых температур.
| Таблица 1 | ||||
| Параметры | Контроль(без обработки) | Концентрация эпибрассинолида | ||
| 100 нМ/л | 10 нМ/л | 1 нМ/л | ||
| Всхожесть, % | 98,0±3,8 | 96±4,1 | 100,0±4,3 | 100,0±3,9 |
| Длина корня, мм | 9,1±0,43 | 7,6±0,25 | 15,2±0,65 | 11,8±0,52 |
| Длина гипокотеля, мм | 5,0±0,12 | 3,5±0,10 | 4,2±0,22 | 3,5±1,6 |
| Таблица 2 | ||||||||
| Ростовые параметры | Температура | |||||||
| 22-23°С | 34-35°С | 10-12° | 2-3°С | |||||
| вода | эпибрассинолид | вода | эпибрассинолид | вода | эпибрассинолид | вода | эпибрассинолид | |
| Высота побега, мм | 89,0±0,2 | 155,0±0,3 | 77,0±0,3 | 182,0±0,2 | 87,0±0,3 | 148,0±0,3 | 54,0±0,4 | 119,0±0,35 |
| Длина корней, мм | 38,0±0,2 | 60,0±0,3 | 32,0±0,1 | 47,0±0,2 | 35,0±0,2 | 40,0±0,1 | 28,0±0,0 | 40,0±0,00 |
| Сырая масса, г | 0,64±0,05 | 0,42±0,03 | 0,55±0,03 | 0,74±0,09 | 0,51±0,02 | 0,52±0,05 | 0,47±0,04 | 0,52±0,01 |
| Сухая масса, г | 0,030±0,01 | 0,016±0,01 | 0,025±0,00 | 0,027±0,01 | 0,019±0,002 | 0,020±0,00 | 0,015±0,01 | 0,019±0,02 |
| Содержание сухого в-ва в листьях, % | 3,5±0,02 | 2,8±0,01 | 1,5±0,03 | 2,0±0,00 | 0,5±0,01 | 1,7±0,02 | 0,3±0,01 | 1,0±0,01 |
| Содержание сухого в-ва в корнях, % | 2,1±0,03 | 1,0±0,03 | 0,8±0,02 | 0,8±0,03 | 0,9±0,03 | 0,5±0,00 | 1,5±0,03 | 0,3±0,01 |
| Площадь 1 листа, см2 | 17,0±0,02 | 5,8±0,03 | 8,9±0,03 | 7,1±0,01 | 11,3±0,08 | 5,1±0,03 | 8,1±0,06 | 6,4±0,02 |
| ЧПФ, г/м2·сутки | 0,50±0,01 | 0,20±0,00 | 0,15±0,03 | 3,50±0,03 | 0,20±0,02 | 0,40±0,02 | 0,10±0,01 | 0,90±0,01 |
| Таблица 3 | |||
| Температурный вариант | Масса плодов кг/м2 | ||
| Контроль (без обработки) | Предпосевная обработка | Двукратная обработка | |
| 23-24°С | 7,51±2,56 | 9,09±3,18 | 9,37±4,12 |
| 35-36°С | 7,08±3,15 | 7,90±2,89 | 9,13±3,40 |
| 10-12°С | 6,69±2,32 | 8,60±3,70 | 9,10±4,23 |
| 2-3°С | 7,28±2,20 | 8,15±3,36 | 8,40±4,03 |
Способ повышения термоустойчивости овощных культур, включающий предпосевную обработку семян раствором фитопрепарата, отличающийся тем, что в качестве фитопрепарата используют раствор эпибрассинолида в концентрации 10 нМ/л в течение 10-12 ч с последующей вторичной обработкой молодых растений раствором эпибрассинолида в концентрации 10 мкМ/л при норме расхода 2-3 мл/растение.
