СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ЖИВИЦЕСОДЕРЖАЩЕГО СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к способу применения стимулятора роста на основе сосновой живицы, который положительно влияет на вегетацию растений и способствует увеличению урожая сельскохозяйственных культур.

Проблема регуляции роста и развития растений с помощью физиологически активных веществ в настоящее время является одной из самых актуальных в современной биологии [Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В. Избирательное действие химических регуляторов роста на растение: Физиологические основы / Мн.: Наука и техника, 1988. - 255 с. (1)].

Регуляторы роста, наряду с удобрениями и средствами защиты растений, занимают одно из приоритетных мест в системе химического обеспечения сельскохозяйственного производства [Ковалев В.М. О совершенствовании технологий производства сельскохозяйственной продукции на современном этапе развития агропромышленного комплекса // С.-х. биология. - 2005. - №5. - С. 10-14 (2), Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов СЛ., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами / Агрохимия. - 2005. - №11. - С. 76-86 (3)].

Регуляторы роста растений обычно представляют собой органические соединения, которые влияют на физиологические процессы роста и развития и, в отличие от удобрений, применяют в низких концентрациях. Как правило это природные или синтетические химические вещества, которые применяют для обработки растений, чтобы изменять процессы их жизнедеятельности или структуру с целью улучшения их качества, увеличения урожайности или облегчения уборки [Никелл Л.Дж. Регуляторы роста растений. Применение в сельском хозяйстве / пер. с англ. Кочанкова В.Г. Под ред. и с предисл. Кефели В.И. - М.: Колос, 1984.-192 с (4)].

Применение регуляторов роста в сельскохозяйственном производстве преследует многие цели: предотвращение полегания зерновых культур и стекания зерна, повышение урожайности и качества выращиваемой продукции, ускорение созревания, улучшение завязываемости плодов, облегчение механизированной уборки урожая [Вакуленко В.В. Регуляторы роста / Защита и карантин растений - 2007. - №12. - С. 24-26. (5)].

Адаптогенное действие препаратов заключается в нивелировании стрессовых воздействий, вызванных резкой сменой условий произрастания [Морозов В.И., Морозов А.И., Пушкина Г.П. Росторегуляторы при укоренении облепихи / Защита и карантин растений - 2005. - №1. - С. 30. (6)].

В связи с возрастающей опасностью для человека и окружающей среды крайне важен поиск нетоксичных высокоэффективных препаратов природного происхождения, прежде всего антистрессового действия. Перспективными объектами для поиска регуляторов роста нового поколения являются природные биологически активные вещества [Широких И.Г., Абубакирова Р.И., Карпова Е.М., Кучин А.В. Оценка Na-солей суммы тритерпеновых кислот Abies sibirica L. в качестве регулятора роста и стресспротектора яровой пшеницы / Агрохимия. - 2007. - №1. - С. 52-56(7)].

В последние годы особый интерес у физиологов растений и агрономов вызывают тритерпеновые соединения, которые в эволюционном аспекте являются наиболее древними регуляторами роста и развития растений [Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений / П.К Кинтя, - Кишинев: Штиинца, 1990. - 152 с. (8)]. Продуцируемые в малых количествах, они играют роль регуляторов целого ряда процессов, обеспечивающих жизнедеятельность растений. В агрономической практике активно используются препараты, изготовленные из хвои пихты, состоящие из смеси натуральных тритерпеновых кислот (СИЛК, Биосил, Новосил, Вэрва и др.), механизм действия которых заключается в активизации процессов фотосинтеза [Патент РФ 2161149, опубл. 27.12.2000 (9); Бардак Н.И., Жук Б.Н., Стручалин М.С. Эффективность препарата Силк / Земледелие. - 2001. - №1. - С. 29 (10); Ларионов Г.И., Зоркина Т.М., Кулемин С.В., Мартынович Л.Л. Влияние регулятора роста силка на урожайность и качества зерна яровой пшеницы в условиях сухостепной зоны республики Хакасия / Агрохимия. - 2003. - №8. - С. 57-60 (11); Давидянц Э.С. Применения регуляторов роста тритерпеновой природы при выращивании озимой пшеницы // Агрохимия. - 2006. - №8. - С. 30-43 (12); Сластухин Р.Ю., Степова В.И. Эффективность применения регулятора роста Силк на посевах риса / Агрохимия. - 2009. - №2. - С. 45-49 (13); Слепцова Т.В., Охлопкова П.П. Эффективность применения Новосила и микроудобрении на посадках картофеля / Аграрная наука. - 2011. - №3. с. 22-23 (14); Тулинов А.Г., Шморгунов Г.Т., Хуршкайнен Т.В., Скрипова Н.Н. Использование регулятора роста растений Вэрва для повышения урожайности и качества картофеля / Земледелие. - 2010. - №3. - С. 41-42 (15)].

Интерес к данной группе соединений обусловлен широким спектром их действия на растения, возможностью направлено регулировать отдельные этапы роста и развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, и, следовательно, использовать их в качестве стимуляторов для повышения урожайности и качества сельскохозяйственной продукции.

Уникальным источником биологически активных веществ являются природные соединения, извлекаемые из элементов дерева (древесины, хвои, листвы, пней, коры). Они, как правило, биоразрушаемы и безвредны как для фауны, так и для флоры. Вследствие этого продукты на их основе предпочтительнее используемых в настоящее время высокотоксичных продуктов большой химии. Естественная возобновляемость деревьев позволяет считать их неисчерпаемым сырьем для производства биологически активных веществ.

Живица сосновая - продукт жизнедеятельности деревьев сосны, образующийся в процессе биосинтеза. Живица представляет собой раствор твердых смоляных кислот в смеси терпеновых углеводородов (скипидаре).

Защитная биологическая роль живицы в живом дереве заключается в заживлении и предохранении обнаженных срезов тканей дерева от высыхания и проникновения в них грибков, бактерий и насекомых [Радбилъ Б.А. Живица // Лесная энциклопедия: в 2 т.; т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1985. - С. 319-320 (16), Племенков В.В., Апполонова С.А., Кирлица Д.А. К вопросу о нативном содержании смоляных кислот в живицах хвойных / Химия и технология растительных веществ: Материалы III Всеросс. конф. - Саратов: Изд-во Сарат. губерн. торгово-промышл. палаты, 2004. - С. 48-49 (17), Новоселов А.С. Полезные свойства сосновой живицы // Экологические проблемы Арктики и северных территорий: Межвуз. сб. науч. тр. / отв. ред. П.А. Феклистов. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2011. - С. 68-70(18)].

Живица является натуральным смолистым веществом и благодаря своим уникальным свойствам обладает лечебным действием. Входящие в ее состав монотерпены могут участвовать в обмене веществ как источники энергии при отсутствии других энергетических ресурсов, также быть предшественниками каротиноидов, фитостеролов, некоторых растительных гормонов. Основываясь на использовании уникальных качеств живицы сосновой, разработан фитонцидный стимулятор роста растений, состоящий из 10% живицы сосновой, 1% эмульгатора, 5% щелочи и воды.

Цель изобретения - подтверждение эффективности применения живицесодержащего препарата для повышения стрессоустойчивости, урожайности и качества зерновых культур, а также снижения пестицидной нагрузки на агрофитоценоз.

Способ применения живицесодержащего стимулятора роста ячменя и пшеницы (концентрации 0,02%), заключающийся в протравливании семян при посеве (в количестве 100 мл/т) и опрыскивании в фазу кущения (в количестве 60 мл/га).

Исследования по изучению влияния регуляторов роста на развитие яровой пшеницы и ячменя были проведены в 2018 году на территории землепользования ООО «Озерки» Рузаевского района Республики Мордовия.

Опыты по влиянию изучаемого препарата на вегетацию яровой пшеницы и ярового ячменя были организованы по следующей схеме:

1 - протравливание семян тебуконазол + тиабендазол 0,4 л/т;

2 - протравливание семян исследуемым живицесодержащим препаратом, 0,1 л/т + опрыскивание в фазу кущения 0,03 л/га (концентрация рабочего раствора 0,01%);

3 – протравливание + опрыскивание 0,06 л/га (концентрация рабочего раствора 0,02%);

4 – протравливание + опрыскивание 0,12 л/га (концентрация рабочего раствора 0,04%).

Опыты были заложены в четырехкратной повторности. Форма делянок - прямоугольная, площадь опытной делянки 15 м², учетной делянки 12 м². Размещение вариантов внутри повторений - рендомизированное. Обработку посевов изучаемыми препаратами проводили 15 июня в вечерние часы. Для опрыскивания применяли ранцевый опрыскиватель, расход рабочей жидкости 300 л/га.

Высоту растений определяли через 21 день после обработки посевов и перед уборкой. Повторность четырехкратная, количество опытных растений в повторности 25 шт. Анализ структуры урожая определяли методом сноповых образцов, взятых с площади 1 м² [Методика госсортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1989 (19)]. Сноповые образцы для лабораторного анализа отбирали при наступлении хозяйственной спелости по всем пробным площадкам в четырехкратной повторности. Статистическая обработка данных проводилась методом дисперсионного анализа.

В современных технологиях возделывания яровых зерновых культур одним из основных факторов получения высокой урожайности является применение комплекса защитных мероприятий. Получить высокий урожай практически невозможно без надежной защиты растений в течение всего периода вегетации от вредных факторов биотического и абиотического характера.

В связи с вышесказанным, было изучено влияние исследуемого регулятора роста на морфометрические показатели роста и развития яровых культур, структуру урожая, выявлено влияние изучаемого фитонцидного препарата на составные элементы, формирующие продуктивность растений, а также исследовано за счет каких элементов препарата формировалась прибавка урожая.

Известно, что высота растений оказывает влияние на выход надземной вегетативной массы, которая, в свою очередь, воздействует на интенсивность фотосинтетической деятельности листового аппарата. Исследуемый биопрепарат в различной степени влиял на морфометрические показатели растений ярового ячменя (табл. 1).

Если в фазу кущения существенной разницы в высоте растений ячменя выявить не удалось, то в последующие учетные периоды отмечено повышение высоты растений от применения исследуемого препарата.

К моменту созревания более высокими (на 2-4 см по сравнению с контролем) были растения в опытном варианте с применением регуляторов роста в концентрации 0,02%.

Учет показателей структуры урожая ярового ячменя выявил следующие закономерности (табл. 2).

Обработка семян и вегетирующих растений изучаемым препаратом способствовала формированию большего количества растений на единице площади и их хорошей сохранности вплоть до момента уборки по всем вариантам опыта. Протравливание семян и опрыскивание в фазу кущения в концентрации 0,02% повышало сохранность растений ярового ячменя к моменту уборки на 5%.

Продуктивная кустистость растений ячменя при обработке регулятором роста увеличивалось на 9-14%.

Применение изучаемого препарата в концентрациях 0,01-0,02% оказало влияние и на озерненность колоса и выполненность зерна.

Применение изучаемого регулятора роста в посевах ярового ячменя оказалось весьма эффективным агроприемом в повышении урожайности как генеративной, так и вегетативной части растений (табл. 3).

Следует отметить, что препарат оказывал заметное влияние на повышение продуктивности биомассы соломы, чем на увеличение урожайности зерна. Так, если в варианте с обработкой посевов препаратом в концентрации 0,01% урожайность зерна повышалась на 6%, то биомасса соломы повышалась на этом варианте на 8%. Наиболее высокий прирост урожайности ярового ячменя отмечен в варианте с двукратной обработкой семян и посевов препаратом в концентрации 0,02% - 0,25 т/га.

Применяемые препараты оказали существенное влияние на качественные показатели зерна ярового ячменя (табл. 4).

Применение изучаемого регулятора роста оказало некоторое снижение содержания крахмала в ячмене и положительное воздействие на белковость зерна. Это особенно важно при выращивании ячменя на фуражные цели, поскольку основным показателем питательности зерна является содержание переваримого протеина. Двукратное применение регулятора роста в концентрации 0,02% достоверно повышало содержание белка в зерне ячменя на 9%.

Яровая пшеница в большей степени страдает от почвенной засухи по сравнению с другими зерновыми культурами. Это связано со слаборазвитой корневой системой данной культуры. Применение регуляторов роста способствует снижению негативного влияния абиотических факторов, увеличению фотосинтетического потенциала посевов. Одним из путей снижения стресса является увеличение высоты растений. Изучаемый препарат в различной степени влиял на данный морфометрический показатель растений яровой пшеницы (табл. 5). Выявлено существенное повышение высоты растений от применения исследуемого препарата.

Максимальный прирост растений также, как и в опытах с ячменем, наблюдался от фазы выхода в трубку до фазы колошения, высота растений увеличивалась на 11-23% по сравнению с контролем в варианте с опрыскиванием исследуемым препаратом в концентрациях 0,01-0,02% и в фазу полной спелости зерна.

Учет показателей структуры урожая яровой пшеницы выявил следующие закономерности (табл. 6).

Обработка семян и вегетирующих растений изучаемым препаратом приводило в действие защитные механизмы растений и способствовало формированию большего их количества на единице площади, а также их сохранности вплоть до момента уборки по всем вариантам опыта. Протравливание семян и опрыскивание в фазу кущения в концентрации 0,02% повышало сохранность растений яровой пшеницы к моменту уборки на 8%.

Применение изучаемого препарата оказало существенное влияние на озерненность колоса яровой пшеницы, влияло на крупность и выполненность семян. Применение регулятора роста приводило к увеличение этих показателей на вариантах с применением опытного препарата в концентрации 0,01% на 8 и 5%, с концентрацией 0,02% - на 8 и 9% соответственно.

Можно сделать вывод о том, что изучаемый препарат при протравливании им семян и обработке в процессе вегетации снижает абиотическое стрессовое воздействие на данную культуру, способствует выживаемости растений, повышает озерненность колоса и выполненность зерна.

Применение регулятора роста в посевах яровой пшеницы оказалось весьма эффективным агроприемом при оценке урожайности зерна и соломы яровой пшеницы. Установлено, что применение изучаемого препарата способствовало повышению урожайности зерна пшеницы так и выходу соломы на единицу площади (табл. 7).

Наиболее высокий прирост урожайности яровой пшеницы отмечен на варианте с двукратной обработкой семян и посевов препаратом в концентрации 0,02% - 0,28 т/га. После обработки посевов препаратом в концентрации 0,01% урожайность зерна пшеницы повышалась на 9%, биомасса соломы - на 15%.

Применяемые препараты оказали существенное влияние на качественные показатели зерна яровой пшеницы (табл. 8).

Изучаемый препарат достоверно увеличивал накопление крахмала в зерне яровой пшеницы, что положительно сказывается на кормовой ценности данной культуры.

Двукратное применение регулятора роста в концентрации 0,02% достоверно повышало уровень экстрактивных веществ на 6%.

Проведенные исследования свидетельствуют о положительном влиянии фитонцидного средства на повышение урожайности и стрессоустойчивости, выживаемости зерновых культур ячменя и пшеницы.

Для снижения негативного влияния абиотических факторов на культурные растения, а также снижения пестицидной нагрузки на агрофитоценоз, целесообразно применять фунгицидный живицесожержащий препарат в концентрации 0,02% при посеве (протравливание семян в количестве 100 мл/т) и вегетации (опрыскивание в фазу кущения в количестве 60 мл/га) ячменя и пшеницы.

Участие в процессе стимулирования всех биологически активных веществ, содержащихся в клетке растения, обуславливает высокую эффективность действия полученного стимулятора.

Препарат удобен в использовании, нетоксичен и экологически безопасен, т.к. его применение не приводит к накоплению в почве и в продуктах урожая токсичных химических соединений.

Источники информации, принятые при экспертизе:

1. Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В. Избирательное действие химических регуляторов роста на растение: Физиологические основы / Мн.: Наука и техника, 1988. - 255 с.

2. Ковалев В.М. О совершенствовании технологий производства сельскохозяйственной продукции на современном этапе развития агропромышленного комплекса // С.-х. биология. - 2005. - №5. - С. 10-14.

3. Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов СЛ., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммунопротекторными свойствами / Агрохимия. - 2005. - №11. - С. 76-86.

4. Никелл Л.Дж. Регуляторы роста растений. Применение в сельском хозяйстве / пер. с англ. Кочанкова В.Г. Под ред. и с предисл. Кефели В.И. -М.: Колос, 1984. - 192 с.

5. Вакуленко В.В. Регуляторы роста / Защита и карантин растений - 2007. - №12. - С. 24-26.

6. Морозов В.И., Морозов А.И., Пушкина Г.П. Росторегуляторы при укоренении облепихи / Защита и карантин растений - 2005. - №1. - С. 30.

7. Широких И.Г., Абубакирова Р.И., Карпова Е.М., Кучин А.В. Оценка Na-солей суммы тритерпеновых кислот Abies sibirica L. в качестве регулятора роста и стресспротектора яровой пшеницы / Агрохимия. – 2007. - №1. – С. 52-56.

8. Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений / П.К Кинтя, - Кишинев: Штиинца, 1990. - 152 с.

9. Патент РФ 2161149, опубл. 27.12.2000.

10. Бардак Н.И., Жук Б.Н., Стручалин М.С. Эффективность препарата Силк / Земледелие. - 2001. - №1. - С. 29.

11. Ларионов Г.И., Зоркина Т.М., Кулемин СВ., Мартынович Л.Л. Влияние регулятора роста силка на урожайность и качества зерна яровой пшеницы в условиях сухостепной зоны республики Хакасия / Агрохимия. - 2003. - №8. - С. 57-60.

12. Давидянц Э.С. Применения регуляторов роста тритерпеновой природы при выращивании озимой пшеницы // Агрохимия. - 2006. - №8. - С. 30-43.

13. Сластухин Р.Ю., Степова В.И. Эффективность применения регулятора роста Силк на посевах риса / Агрохимия. - 2009. - №2. - С. 45-49.

14. Слепцова Т.В., Охлопкова П.П. Эффективность применения Новосила и микроудобрении на посадках картофеля / Аграрная наука. - 2011. - №3. с. 22-23.

15. Тулинов А.Г., Шморгунов Г.Т., Хуршкайнен Т.В., Скрипова Н.Н. Использование регулятора роста растений Вэрва для повышения урожайности и качества картофеля / Земледелие. - 2010. - №3. - С. 41-42.

16. Радбилъ Б.А. Живица // Лесная энциклопедия: в 2 т.; т. 1. - М.: Советская энциклопедия, 1985. - С. 319-320.

17. Племенков В.В., Апполонова С.А., Кирлица Д.А. К вопросу о нативном содержании смоляных кислот в живицах хвойных / Химия и технология растительных веществ: Материалы III Всеросс. конф. - Саратов: Изд-во Сарат. губерн. торгово-промышл. палаты, 2004. - С. 48-49.

18. Новоселов А.С. Полезные свойства сосновой живицы // Экологические проблемы Арктики и северных территорий: Межвуз. сб. науч. тр. / отв. ред. П.А. Феклистов. - Архангельск: Изд-во САФУ, 2011. - С. 68-70.

19. Методика госсортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1989.