Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ОДНОЛЕТНИКА САЛЬВИИ БЛЕСТЯЩЕЙ СОЕДИНЕНИЙ РЯДА ПИРИМИДИН-КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к регуляторам роста растений, и может быть использовано для регулирования роста однолетника сальвии блестящей.

В настоящее время проводится активный поиск регуляторов ростовых процессов среди новых синтезированных органических веществ, которые могли бы иметь более сильное положительное действие по сравнению с имеющимися коммерческими препаратами. Для получения низкорослых, более компактных форм растений используется особый класс регуляторов роста - ретарданты, обладающие ингибирующей активностью. Широко используемые ретарданты: хлорхолинхлорид (хлористый-2-хлорэтилтриметиламмоний), алар (N-диметилгидразид янтарной кислоты) и этрел (производное 2-хлорэтилфосфоновой кислоты) [Главные ретарданты (хлорхолинхлорид, алар, этрел). URL: http: // www.valleyflora.ru/53-1.html (дата обращения: 12.01.2017)]. На основе хлорхолинхлорида синтезирован препарат, используемый в странах СНГ - «Тур», современное название «Атлет» ® (производитель «Рокита-Агро С.А.» (Польша)). На основе 2-хлорэтилфосфоновой кислоты в разных странах мира создано большое количество препаративных форм ретардантов - Этефон, Кампозан, Этрел (коммерческий препарат Этрел ®, производитель «Bayer CropScience AG» (Германия)) и др. На основе этефона синтезированы эффективные этиленпродуценты - ретарданты бискислые соли этефона с гидразином (гидрел) и диметилгидразином (дигидрел). Довольно широко распространен 2,2-ди-метилгидразид янтарной кислоты [Шерер В.А., Гадиев Р.Ш. Применение регуляторов роста в виноградарстве и питомниководстве. - Киев: Урожай, 1991. - 112 с.].

В последние годы производятся попытки использования новых синтезированных органических соединений в качестве регуляторов роста. Например, изучалось действие некоторых хинолинов на всхожесть семян и высоту проростков рододендрона Ледебура [Влияние соединений хинолинового ряда на всхожесть и ростовые процессы рододендрона Ледебура (Rhododendron Ledebourii Pojark.) / Е.В. Моисеева [и др.] // Фундаментальные исследования: науч. журн. №5, ч. 1. - М., 2012. - С. 172-176] и сальвии блестящей [Ростовая активность декоративных растений под действием химических стимуляторов / Т.В. Вострикова [и др.] // Фундаментальные науки и практика: Сб. науч. тр. - Томск. - 2010. - Т. 1. - №4. - С. 25-26; Биологические эффекты соединений хинолинового ряда на ростовую активность Salvia splendens / Т.В. Вострикова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2012, №1. - С. 103-106]. При этом было отмечено, что воздействие хинолинов на всхожесть семян однолетника (сальвии блестящей) оказалось более слабым, чем соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот.

Действие соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот на всхожесть семян и высоту растений исследовали на примере декоративного однолетника - бархатцев отклоненных (Tagetes patula L.) [Влияние новых синтезированных химических соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот на ростовую активность Tagetes patula L. / Т.В. Вострикова [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. - 2012. - №2. - С. 132-135]. Известно применение 2-бензиламино-4-метилпиримидин-5-илкарбоновой кислоты в концентрации 0,05% или 4-метил-2-(2-фенилэтиламино)пиримидин-5-илкарбоновой кислоты в концентрациях 0,01-0,05% в качестве стимулятора роста однолетника бархатца отклоненного (Tagetes patula L.) [Пат. РФ 2490893, МПК A01N 43/48, А01Р 21/00, опубл. 27.08.2013].

Однако для других растений эффекты воздействия соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот на высоту сеянцев неизвестны. Возможно, они будут иметь другую, в том числе ингибирующую, активность и могут являться ретардантами, используемыми для снижения высоты и получения компактных форм травянистых растений. В связи с этим нами проведены исследования высоты растения однолетнего декоративно-травянистого растения сальвии блестящей (Salvia splendens Ker Gawl.).

Задачей настоящего изобретения является расширение применения биологически активных веществ, полученных синтетическим путем, в садоводстве в качестве регуляторов роста растений.

Технический результат заключается в ингибирующем эффекте на однолетнее декоративно-травянистое растение сальвию блестящую, снижении его высоты на 13-43%.

Технический результат достигается тем, что способ использования в качестве регуляторов роста однолетника сальвии блестящей соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот заключается в применении одного из соединений: 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновой кислоты в концентрации 0,01-0,1%; 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислоты в концентрации 0,01-0,05%.

4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновой кислоты, 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислоты (в концентрациях 0,01; 0,05%), что позволяет использовать данные соединения в указанных концентрациях (0,01; 0,05; 0,1%) в качестве ретардантов, повышающих декоративность (низкорослость и компактность растения) сальвии блестящей.

На фиг. 1 приведена таблица 1 с количественными данными о снижении высоты сеянцев сальвии (в %) при обработке разными концентрациями заявленных синтезированных соединений, где Cv - коэффициент вариации; * - различия с контролем достоверны (Р<0,05); ** - различия с контролем достоверны (Р<0,01); *** - различия с контролем достоверны (Р<0,001); ^а - различия дисперсии в опыте и контроле достоверны (Р<0,05)

На фиг. 2 приведена таблица 2 значений силы влияния (%), вычисленной по по Снедекору, фактора обработки семян синтезированными органическими соединениями на высоту сеянцев сальвии бестящей, измеренную на 42 день эксперимента, где *** - различия с контролем достоверны (Р<0,001).

Исследования проводили на базе ботанического сада им. проф. Б.М. Козо-Полянского Воронежского госуниверситета. Изучали влияние синтезированных органических соединений ряда пиримидин-карбоновых на высоту однолетнего декоративно-травянистого растения сальвии блестящей (Salvia splendens Ker Gawl.) сорта «Жаркий костер».

Соединения: 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновая кислота, 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновая кислота синтезированы на кафедре органической химии Воронежского госуниверситета.

Перед посевом семена сальвии блестящей замачивали в водных суспензиях данных соединений концентрации в области 0,01%; 0,05%; 0,1% с экспозицией 18 ч. В качестве контроля использовали семена сальвии блестящей того же сорта, замоченные в водопроводной воде. Для каждой из концентраций исследуемых соединений и контроля эксперимент проводили в трех повторностях по 100 семян. Семена сальвии блестящей высевали в ящики с земельной смесью (3 части листовой земли: 1 часть речного песка) в условиях теплицы при контролируемой температуре 20°C согласно рекомендациям [Николаенко Н.П. Справочник цветовода / Н.П. Николаенко. - М.: Колос, 1971. - 352 с.]. Перенос растений из теплицы в открытый грунт осуществляли на 42 эксперимента, предварительно закалив сеянцы (с 30 дня). Полевой эксперимент закладывали согласно Б.А. Доспехову [Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд. доп. и перераб. - учеб. пособ. для ВУЗа / Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.]. Высоту сеянцев сальвии блестящей измеряли на 42 день при помощи линейки. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ "Stadia". Процедура группировки данных и их обработка изложены в работе А.П. Кулаичева [Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных / А.П. Кулаичев. - М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2006. - 512 с.]. Сравнение средних значений осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента. Считали коэффициент вариации (Cv), согласно рекомендациям Г.Ф. Лакина. Cv менее 10% соответствует низкой степени варьирования признака, от 10 до 25% - средней, свыше 25% - высокой [Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.]. Влияние фактора обработки химическим соединением в разных концентрациях на высоту растений определяли с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Силу влияния вычисляли согласно рекомендациям Снедекора (в %).

При воздействии на семена сальвии блестящей суспензий соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот ингибирующий эффект на высоту растений имеют 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновая кислота в изученных областях концентраций вблизи: 0,01; 0,05; 0,1%, 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновая кислота - в областях концентраций 0,01; 0,05%.

Снижение высоты сеянцев отмечено на 30,4-43,7% для первого соединения и на 13,3-22,2% для второго по сравнению с контролем.

4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновая кислота ингибировала высоту сеянцев сальвии во всех исследуемых концентрациях (0,01; 0,05; 0,1%), причем наиболее выраженный эффект отмечался при наиболее высокой из исследуемых концентраций. При воздействии данного регулятора высота растений составила 8,9±0,4 см (при концентрации 0,1%, Р<0,001), 11±0,5 см (при концентрации 0,01%, Р<0,001). В контроле: 15,8±0,6 см.

Ранее были проведены исследования, в соответствии с которыми, при обработке семян бархатцев отклоненных 0,01-0,05%-ми концентрациями 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновой кислоты, это вещество показало стимуляцию всхожести (в концентрации 0,01-0,05%) и роста сеянцев: при 0,03-0,05% увеличилась высота растений (в сравнении с контролем, P<0,05), хотя другие испытанные соединения ряда пиримидин-карбоновых кислот в изученных концентрациях проявляли больший стимулирующий эффект.

Достаточно сильное ингибирование роста отмечали при воздействии 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислоты в концентрациях 0,01 и 0,05%. Средняя высота растений составляла 12,3±0,3 и 13,7±0,4 см соответственно (различия с контролем достоверны, P<0,001, P<0,01). В контроле: Обработка семян сальвии 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислотой в концентрации 0,01% не оказала влияния на ростовые процессы.

Значения признака «высота сеянцев» в контроле и при обработке синтезированным стимулятором (4-метил-2-пиперидин-1 -илпиримидин-5-карбоновой кислотой) характеризовались средним коэффициентом вариации (12,7-15,1%), что указывает на невысокую внутрисортовую изменчивость, за исключением варианта опыта «обработка 0,05%-м раствором». После обработки семян сальвии раствором 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислоты изменчивость генотипов была достаточно низкая, о чем свидетельствует низкий Cv (6,6-8,9%), показывающий выровненность реакции или сходную реакцию индивидов на воздействие растворов данного химического соединения.

Таким образом, предпосевная обработка семян 4-метил-2-пиперидин-1-илпиримидин-5-карбоновой кислотой показала явно выраженное ингибирующее действие на высоту травянистого растения сальвии блестящей в концентрациях 0,01±0,001%; 0.05±0,001%; 0,1±0,001%. Предпосевная обработка семян 4-метил-2-морфолинин-4-пиримидин-5-карбоновой кислотой выявила ингибирующую активность соединения в концентрациях 0,01±0,001%; 0,05±0,001%. Следовательно, данные соединения в указанных концентрациях можно применять для предпосевной обработки семян в качестве ретардантов, т.е. для получения декоративных низкорослых и компактных форм растений сальвии блестящей.

Предлагаемый способ использования соединений ряда пиримидин-карбоновых кислот в качестве регуляторов роста позволяет уменьшить высоту сеянцев сальвии блестящей (Salvia splendens Ker Gawl.) от 13,3 до 43,7%.