Естественная стимуляция

Текст: А. Д. Боровская, Н. А. Мащенко, Институт генетики, физиологии и защиты растений АН Республики Молдова

Овощеводство является одной из перспективных и высокорентабельных отраслей сельского хозяйства во многих странах, в том числе в России и Республике Молдова. Поэтому специалисты обоих государств активно создают новые сорта и гибриды овощных культур, особенно огурца, устойчивые к различным болезням и вредителям, а также разрабатывают более совершенные агроприемы и препараты.

Несмотря на невысокую энергетическую ценность плодов, культура огурца получила широкое распространение благодаря полезным пищевым качествам. Рациональная норма его потребления составляет 4–6 кг на душу населения в год. Для успешного выращивания этого овоща необходимы оптимальные условия. Так, его урожайность в открытом грунте равняется лишь 23–25 т/ га, хотя для имеющихся сортов данный показатель должен достигать не менее 50 т/ га. Изменить сложившуюся ситуацию поможет именно соблюдение оптимальных агротехнических приемов и использование биологических регуляторов.

УЧЕТ СПЕЦИФИКИ

На повышение урожайности и качества продукции большое влияние оказывают климат, рельеф местности, агрохимические и агрофизические свойства почв, способы их обработки и приемы агротехники, одним из которых является применение биологически активных веществ. Их использование дает возможность регулировать процессы метаболизма, изменять соотношения компонентов гормонального комплекса, усиливать транспортную функцию мембран клеток, поток макро- и микроэлементов в клетки. Также с их помощью можно повышать качество и урожайность товара. Сейчас внимание исследователей в основном приковано к физиологически активным веществам натурального происхождения, которые являются вторичными метаболитами высших растений. Некоторые из них входят в состав клеточных мембран, выполняющих главным образом функцию управления обменными процессами. Спектр и степень воздействия природных биорегуляторов зависят от жизнеспособности семян, сорта и условий выращивания. В целях повышения их эффективности необходимо учитывать не только способ применения, но и видовую, и сортовую специфику культуры в каждом конкретном случае путем дополнительного лабораторного тестирования.

Доступность и дешевизна исходного сырья для получения природных биорегуляторов делают их особенно привлекательными в условиях аграрных регионов. Однако все более актуальным становится поиск растений, являющихся источником новых высокоэффективных биологически активных веществ, а также разработка способов их применения в технологии возделывания овощей. В связи с этим специалисты Института генетики, физиологии и защиты растений Академии наук Республики Молдова провели научные исследования некоторых новых препаратов на основе стероидных гликозидов томатозида, капсикозида, мелонгозида и пурпуреагитозида. Они были зарегистрированы и рекомендованы к использованию в качестве регуляторов роста овощных культур во многих странах.

ИЗУЧИТЬ ИСТОЧНИКИ

Для достижения поставленных целей ученые исследовали фитохимический состав некоторых представителей семейства Scrophulariaceae, содержащих, по предварительным данным, богатый набор биологически активных веществ, в том числе фенольных, тритерпеновых и стероидных гликозидов. Для определения свойств и оптимальных концентраций регуляторов природного происхождения в лабораторных условиях изучалось влияние установленных соединений на динамику прорастания семян огурца. Источниками получения суммарных препаратов с необходимыми свойствами служили собранные в период цветения растения Linaria vulgaris (Mill.) — линарозиды, Verbascum densiflorum Bertol. — вебаскозиды, Linaria genistifolia L. — генистифолиозиды, Melampyrum nemorosum L. — мелампирозиды, Scrophularia nodosa L. — скрофулариозиды. Вещества были образованы из указанных растительных источников методом исчерпывающей экстракции водным этанолом с последующей очисткой адсорбционно-распределительной хроматографией на колонках с силикагелем и полиамидом. Контроль над разделением осуществлялся с помощью тонкослойной хроматографии.

В эксперименте использовался среднеспелый сорт огурца Чечель. До начала полевого опыта было проведено лабораторное тестирование полученных веществ с регуляторным действием для выявления степени их эффективности, оптимального содержания и времени обработки. Семена замачивались в водных растворах препаратов разных концентраций — 0,0001–0,01%, а продолжительность экспозиции составляла 24 часа. Контролем служил семенной материал, помещенный в воду. Каждый эксперимент проводился в четырехкратной повторности по 100 семян в каждом подходе. Проращивание осуществлялось в термостате при постоянной температуре 25ºС в течение семи суток. Итоги анализа воздействия биопрепаратов на начальные фазы развития культуры в лабораторных условиях показали, что все применявшиеся в исследовании вещества проявляли стимулирующий эффект, в значительной степени зависящий от концентрации. Только при использовании 0,01% раствора суммы гликозидов из Linaria genistifolia отмечалось ингибирование общей всхожести семян, тогда как на вариантах с растворами мелампирозидов и скрофулариозидов показатели энергии прорастания превышали контроль на 20–98,2%, а общей всхожести — на 8,7–35,5%.

ТЕХНОЛОГИЯ ОПЫТА

Биорегуляторы, выделившиеся по стимулирующему эффекту в лабораторных условиях, были использованы для производственного испытания в открытом грунте. В частности, во время них применялся препарат на основе скрофулариозидов, поскольку именно он проявил максимальную биологическую активность. Данное средство было получено путем экстракции водным этанолом из многолетнего травянистого растения норичника узловатого. Надземная часть этой культуры, широко используемой в народной медицине, содержит иридоиды, сапонины, флавоноиды, алкалоиды, углеводы, кумарины, органические кислоты и прочие вещества. Суммарный экстракт очищался на колонках с сефадексом и силикагелем, а содержащие гликозид фракции объединялись и упаривались под вакуумом до сухого остатка. В рамках экспериментов посев семян производился вручную, орошение было капельным. Для сравнения применялся раствор такой же концентрации суммы мелампирозидов, полученных из марьянника дубравного, а контролем служил материал, замоченный в воде. Повторность опытов была трехкратной. Первый сбор урожая проводился через 40 дней после посева, остальные — каждые три дня. При изучении влияния биорегуляторов природного происхождения на продуктивность культуры оценивались результаты обработок по основным критериям прорастания, числу полученных огурцов по сборам и урожайности.

ПОЗИТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Результаты исследований показали, что анализируемые препараты способствовали более полной реализации как репродуктивного, так и адаптивного потенциала растений. Известно, что при недостаточной энергии прорастания всходы часто не способны преодолеть почвенную корку, образовавшуюся после весенних осадков и быстрого высыхания земли, поэтому большое внимание уделялось приемам, повышающим полевую всхожесть семян. Так, в процессе эксперимента удалось установить, что замачивание семенного материала в 0,01% водных растворах скрофулариозидов и мелампирозидов в оптимальных концентрациях привело к увеличению всхожести и ускоренному появлению ростков — на 2–3 дня. Существенный положительный эффект отмечался на варианте, где для предпосевной обработки применялся раствор препарата на основе скрофулариозидов. Через 25 суток после посева на данной делянке появилось на 10% больше растений по сравнению с контролем, а по истечении 35 дней — на 14%. Особо следует отметить позитивное влияние указанных биорегуляторов на выравненность всходов огурца, которые были ранними и дружными, а густота стояния растений соответствовала нормам. Помимо этого, стимулирующее действие препаратов на рост и развитие культуры способствовало ускорению плодоношения. Причем в этом случае вещества, полученные из норичника узловатого, также оказались более эффективными. Так, на производственно-экспериментальном участке, где обработка семян проводилась раствором скрофулариозидов, в каждом сборе было получено на 0,38 и 0,25 кг/кв. м огурцов больше, чем на контроле и варианте с применением мелампирозидов соответственно. Следовательно, скрофулариозиды положительным образом повлияли на урожайность данной культуры, способствуя увеличению этого показателя на 13%, что составило 3,466 т/га.

Таким образом, проведенные специалистами Института генетики, физиологии и защиты растений АН Республики Молдова исследования подтвердили способность биорегуляторов, полученных из представителей семейства Scrophulariaсea, оказывать позитивное воздействие на всхожесть, развитие, динамику плодоношения и продуктивность огурца. Результаты предпосевного замачивания семян в 0,01% растворе суммы гликозидов из Scrophularia nodosa L. позволяют рекомендовать этот метод для применения указанного биорегулятора в качестве элемента технологии возделывания данной культуры.