УДК 631.811.98:565.14
Полифункциональный биологический регулятор роста растений Стиммунол ЕФ
Т.А., Харченко Г.Л., Бобрешова И.Ю., Саранцева Н.А.
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений», Воронежская обл., п. Рамонь
Концепции устойчивого развития нашей страны с учетом сохранения биосферы, в том числе восстановления естественных экосистем, соответствует стратегия развития биологической защиты растений, обеспечивающей усиление естественных регуляторных механизмов биоценозов, снижение токсического воздействия на окружающую среду химических пестицидов. В свете этого необходимо расширение объема применения экологически безопасных приемов и средств повышения устойчивости растений к комплексу неблагоприятных факторов. Особенно эта проблема обострилась в условиях глобального изменения климата и более частого возникновения стрессовых состояний растений.
В последнее десятилетие во всем мире значительно возрос интерес к препаратам нового поколения – регуляторам роста растений (РРР), обладающим комплексом ценных свойств, а именно, экологической безопасностью при производстве и применении, иммуно- и рострегулирующим действием, разносторонней антистрессовой активностью, что позволяет при их использовании существенно повышать продуктивность сельскохозяйственных культур. Особое место среди данных средств занимают препараты с элиситорным (сигнальным) действием на растения. В настоящее время основным механизмом действия РРР на основе элиситоров признана стимуляция генов, которые, включаясь в сигнальные системы клеток, осуществляют контроль над действием фитогормонов, ростовыми процессами и защитными реакциями растений (1, 2).
Экологическая безопасность полифункциональных РРР обусловлена очень низкими нормами расхода и, как правило, природным происхождением действующих веществ препаратов. Участие многих защитных систем при индукции защитных реакций практически исключает вероятность выработки к ним устойчивости у фитопатогенов.
Производство РРР в настоящее время переживает настоящий бум, во многих странах в овощеводстве и садоводстве использование данных средств является обязательным приемом. В мире данными препаратами обрабатывается 50-80% площадей под сельскохозяйственными культурами. Прогнозируется, что к 2018 г. рост рынка биостимуляторов во всем мире достигнет 2 млрд. долл. (3). Их использование связано с настоящей революцией в биологии, химии и биотехнологии, позволившей создавать принципиально новые высокоэффективные регуляторы роста. Производство и использование их рассматривается как важный потенциал для устойчивого развития сельского хозяйства.
Во Всероссийском НИИ защиты растений разработан биологический регулятор роста и развития растений Стиммунол ЕФ. Биопродуцентом действующих веществ является гибридная популяция компостного червя. В отличие от аналогичных средств группы РРР в его состав входит более 10 компонентов, обладающих элиситорным действием. Многокомпонентность природной композиции препарата Стиммунол ЕФ, с одной стороны, обеспечивает полифункциональность его действия на растения, с другой – дает возможность поддерживать эффективность, осуществляемую по многоканальным связям. Наличие в нем большого количества веществ, обладающих элиситорным действием, обеспечивает работу широкой сети сигнальных систем, которые частично перекрывают друг друга, оказывая ингибирующий эффект по определенному направлению действия или определенное синергирующее воздействие на растения. В настоящее время технология применения Стиммунола ЕФ разработана на ряде полевых культур.
Эффекты действия препарата отмечаются уже на начальных этапах развития растений, что проявляется в увеличении всхожести семян, снижении пораженности их возбудителями корневых гнилей, увеличении длины и массы проростков, а также первичной корневой системы. Предпосевная обработка семян ячменя Стиммунолом ЕФ (10 мл/т) способствовала увеличению полевой всхожести на 6-8%. При предпосевной обработке семян сои Стиммунолом ЕФ (25 мл/т) совместно с фунгицидом (в половинной норме расхода), энергия их прорастания увеличивалась на 13,5% по сравнению с обработкой одним фунгицидом, который оказывал отрицательное действие на растения, задерживая выход ростков на поверхность почвы на 6-10 дней и существенно ослабляя их устойчивость к неблагоприятным факторам (рисунок 1).
Рисунок 1. Эффективность Стиммунола ЕФ при обработке семян сои совместно с фунгицидом в половинной норме расхода
Защитное действие препарата выражается в активизации в растениях естественных иммунных реакций по отношению к комплексу патогенов и отдельных вредных фитофагов. Развивается системный пролонгированный иммунитет, уровень которого возрастает и отмечается в течение 2-3 месяцев после проведения обработки. Если эффективность химических фунгицидов по окончании срока защитного действия (7-14 дней) снижается, то у элиситорных регуляторов роста она, как правило, возрастает и в итоге может приблизиться к эффективности фунгицида. Установлено, что чем раньше проводится обработка биостимулятором, тем сильнее выражены его защитные свойства.
Эффективность защитного действия Cтиммунола ЕФ находится в зависимости от вида вредного объекта, а также от инфекционного фона. При более низких значениях развития и распространности заболеваний биологическая эффективность фитоактиватора повышается. Если на высоких инфекционных фонах иммунизирующий эффект не превышает 30-40 %, то при слабом проявлении заболеваний значения его могут возрастать до 80 % и более. После обработки растений препаратом развивается приобретенный системный иммунитет, действие которого сохраняется до 2 и более месяцев.
Стиммунол ЕФ, обладая полифункциональным действием, обусловленным активизацией работы гормональной системы, оказывает разносторонние эффекты, проявляющиеся в усилении роста и развития растений. Так, при обработке вегетирующих растений прирост ассимиляционной поверхности флагового и предфлагового листьев зерновых составляет 12-25%, увеличение площади тройчатого листа сои достигает 14%. При обработке зерновых культур в фазы кущения и начала выхода в трубку на 5-13% увеличивается продуктивная кустистость. На сое после обработки вегетирующих растений до фазы бутонизации до 50% усиливается образование придаточных побегов.
Доказано, что Стиммунол ЕФ активизирует фотосинтетическую активность растений: содержание хлорофилла в листьях зерновых культур, сои, сахарной свеклы повышается на 10-36%.
Отмечено также влияние препарата на генеративную продуктивность растений: на сое количество соцветий увеличивается до 32%, количество бобов/растение возрастает до 21%, зерен – до 26 %; на зерновых озерненность колосьев увеличивается на 4-16%; на подсолнечнике на 9% увеличивается выполненность корзинки. Масса 1000 зерен на зерновых увеличивается на 4-7%, семян подсолнечника – на 3,5%, сои и кукурузы – на 4-8%. Увеличение массы клубней картофеля составляет 14-30%, до 34% усиливается процесс клубнеобразования, увеличение массы корнеплодов сахарной свеклы достигает 36%.
Применение Стиммунола ЕФ, обладающего мощным антидепрессантным действием, может существенно смягчить последствия негативных деструктивных воздействий пестицидов. Это было наглядно продемонстрировано на сое в условиях гербицидного стресса при запоздалом проведении обработки, когда ожогами было поражено 36% листьев с интенсивностью 15,8%. При использовании Стиммунола ЕФ снижение признаков проявления стресса достигало 63%.
На сахарной свекле стрессовое состояние растений, вызванное действием гербицида бетанальной группы при обработке в фазу смыкания растений в рядках (по третьей волне сорняков), проявлялось в подавлении ростовых процессов как в листьях, так и в корнеплодах: снижение их массы по отношению к контролю с ручной прополкой составило соответственно 18 и 20 %, что вызвало в конечном итоге снижение урожая и выхода сахара на 13 и 19 %. Содержание сахаров в корнеплодах под действием гербицида снижалось на 0,3-0,4 %. Совместное использование гербицида и Стиммунола ЕФ в норме расхода 30 мл/га позволило купировать депрессивное состояние растений и получить прибавку урожая до 36 % (12,8 т/га) при значительном увеличении и выхода сахара (39%) (рисунок 2).В результате развития в растениях системного пролонгированного иммунитета Регулятор роста снизил интенсивность проявления церкоспороза на 35-57 %.
Антистрессовое действие регулятора роста было четко прослежено также на кукурузе после совместной обработки растений в фазу 3-5 листьев гербицидом Фенизан, ВР и Стиммунолом ЕФ (50 мл/га). Регулятор роста позволил снизить отрицательное действие гербицида на растения по ряду показателей роста и развития и получить прибавки урожая по силосной массе до 43%. Урожайность зерна возросла соответственно на 25% (рисунок 3).
Рисунок 2. Снижение гербицидного стресса при использовании Стиммунола ЕФ на сахарной свекле
Рисунок 3. Снижение гербицидного стресса при использовании
Стиммунола ЕФ на кукурузе
При обработке регулятором роста увеличение урожайности той или иной культуры достигается за счет влияния препарата на разные показатели ростовой активности растений или элементы структуры урожая. При этом степень влияния препарата на те или иные органы или физиологические процессы, происходящие в растениях, находится в сильной зависимости от используемой дозировки, которая отражает уровень сигналов (концентрацию элиситоров), контролирующих данные процессы через гормональную систему. Для зерновых культур определяющим фактором, способствующим повышению продуктивности, является увеличение под действием препарата количества продуктивных стеблей на растение и соответственно – единицу площади посева. При обработке растений в фазу завершения кущения-начала выхода в трубку увеличивается количество полноценных продуктивных стеблей (рисунок 4). Однако, на сое, несмотря на то, что Стиммунол ЕФ может существенно увеличивать количество придаточных побегов, продуктивность их была не всегда достаточно высока.
Рисунок 4. Структура урожая яровой пшеницы при обработке растений Стиммунолом ЕФ и эталонным препаратом в фазу конец кущения-начала выхода в трубку
Прибавка урожая сои определяется комплексом показателей структуры урожая (количество бобов на растение, зерен в бобах и массы 1000 зерен). Для кукурузы одинаково важно увеличение значений показателей озерненности початка и массы 1000 зерен. Для картофеля важны такие показатели структуры урожая как масса клубня и интенсивность клубнеобразовательных процессов (количество клубней/растение). Оптимальной дозировкой Стиммунола ЕФ является 50 мл/га, при которой наблюдается стимуляция всех показателей. Прибавки урожая сельскохозяйственных культур под действием обработки растений стимулятором обусловлены также влиянием его на активность фотосинтетических процессов, содержание хлорофилла в листьях, особенно при более ранних обработках.
В среднем прибавки урожая при применении на различных сельскохозяйственных культурах составляют от 7 до 33 % (рисунок 5). Максимальная эффективность Стиммунола ЕФ в отношении увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур наблюдается, как правило, в условиях действия стрессовых факторов (засуха, гербицидный стресс). Более отзывчивыми на обработку стимулятором являются сахарная свекла, картофель и соя.
Рисунок 5. Влияние регулятора роста растений Стиммунол ЕФ на продуктивность сельскохозяйственных культур
Расчеты экономической эффективности применения регулятора роста Стиммунол ЕФ на различных сельскохозяйственных культурах показали, что как при самостоятельном использовании, так и в смесях с пестицидами, за счет получения существенных прибавок урожая, достигается высокий экономический эффект при рентабельности от 250 до 1975 % (на сое). При совмещении в баковой смеси Стиммунола ЕФ с пестицидами достигается снижение затратности приема за счет отмены специальной обработки регулятором роста растений.
Таким образом, новый полифункциональный регулятор роста Стиммунол ЕФ является важным инструментом повышения продуктивности растений и их устойчивости к действию различных негативных факторов среды.
Литература
1. Кульнев А.И., Соколова Е.А. Многоцелевые стимуляторы защитных реакций, роста и развития растений. Пущино, 1997. 99 с.
2. Кульнев А. И., Соколова Е.А. Стимуляция устойчивости и активизация ростовых процессов у высших растений полиненасыщенными жирными кислотами как общебиологическое явление // I Всероссийская конференция по иммунитету растений к болезням и вредителям, посвященная 300-летию Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, 2002: Научные материалы. – СПб. – Пушкин, 2002. – С. 143-144.
3. Шаповал О.А, Можарова И.П. и др. Регуляторы роста растений в агротехнологиях // Защита и карантин растений, № 6, 2014. С. 16-20.
|
