Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ВЛИЯНИЕ ГЛИКОЛУРИЛА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СОИ НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА

Астафурова Т.П. 1 Михайлова С.И. 1 Сучкова С.А. 1 Кадырбекова Л.К. 2 Ермеков А.Е. 1
1 ФГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»
2 Государственный университет имени Шакарима
В статье приведены результаты фитотестирования азотсодержащего соединения – гликолурила на рост и развитие сои Glycine hispida Max. с использованием планшетного метода проращивания семян на водной среде. Учитывались следующие морфометрические параметры проростков: высота, длина корня, масса надземная, масса корня. Установлено, что водные растворы гликолурила разной концентрации (0,1–0,5 %) оказывают влияние на рост и развитие сои на начальных этапах онтогенеза. В водной культуре добавление гликолурила в концентрациях 0,1; 0,2 и 0,3 % оказывает стимулирующее влияние на проростки сои, вызывая увеличение ростовых и весовых параметров. При проращивании семян сои на растворах более высоких концентраций (0,4 и 0,5 %) отмечено незначительное угнетение всех параметров развития проростков, усиливающееся при повышении концентрации. Одним из способов стимуляции роста сои на начальных этапах онтогенеза может явиться предпосевная подготовка семян путем их замачивания в 0,3 % растворе гликолурила.
соя
гликолурил
фитотестирование
методика «Фитоскан»
предпосевная подготовка семян
1. Астафурова Т.П., Сучкова С.А., Михайлова С.И., Буренина А.А., Салаев М.А. Влияние гликолурила на структурно-функциональные параметры яровой пшеницы (Triticum aestivum L.) // Физиология растений – теоретическая основа инновационных агро- и фитобиотехнологий: матер. межд. научн. конф. и школы молодых ученых. (Калининград, 19–25 мая 2014 г.). – Калининград:Аксиос, 2014. – Ч.II. – С. 46–48.
2. Белышкина М.Е. Анализ и перспективы производства сои в России и мире // Кормопроизводство. – 2013. – № 7. – С. 3–6.
3. Кашеварова Н.И. Возделывание сои в Западной Сибири. Рекомендации / под ред. – Новосибирск.: СО РАСХН, 1999. – 74 с.
4. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. – М.: Изд-во стандартов, 1984. – 28 с.
5. Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Доклады по экологическому почвоведению. – 2010. – № 1. – Вып. 13. – С. 1–18.
6. Методика измерений биологической активности гуминовых веществ методом фитотестирования «Фитоскан». Биологические методы контроля ФР. 1.31.2012.11560. – М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2012. – 19 с.
7. Fernandez-Escobar R., Benlloch M., Herrera E., Garcia-Novelo J.M. Effect of traditional and slow-release N fertilizers on growth of olive nursery plants and N losses by leaching // Scientia Horticulturae. – 2004. – Vol. 101. – P. 39–49.
8. Herrera J.M., Noulas C., Feil B., Stamp P., Liedgens M. Nitrogen and genotype effects on root growth and root survivorship of spring wheat // J. Plant Nutr. Soil Ski. – 2013. – Vol. 176. – P. 561–571.
9. He X., Liao Z., Huang P., Duan J., Ge R., Li H., Geng Z. Characteristics and Performance of Novel Water-Absorbent Slow Release Nitrogen Fertilizers // Agricultural Sciences in China. – 2007. – Vol. 6. – P. 338–346.
10. Madani A., Makarem A.H., Vazin F., Joudi M. The impact of post-anthesis nitrogen and water availability on yield formation of winter wheat // Plant Soil Environ. – 2012. – Vol. 58. – P. 9–14.
11. Massoudifar O., Kodjouri F.D., Mohammadi G.N., Mirhadi M.J. Effect of nitrogen fertilizer levels and irrigation on quality characteristics in bread wheat (Triticum aestivum L.) // Archives of Agronomy and Soil Science. – 2014. – Vol. 60. – P. 925–934.
12. Ni B.L., Liu M.Z., Lu S.Y. Multifunctional slow-release urea fertilizer from ethylcellulose and superabsorbent coated formulations // Chemical Engineering Journal. – 2009. – Vol. 155. – P. 892–898.
13. Pal M., Rao L.S., Srivastava A.C., Jain V., Sengupta U.K. Impact of CO2 enrichment and variable nitrogen supplies on composition and partitioning of essential nutrients of wheat // Biol. Plant. – 2003. – Vol. 47. – P. 227–231.
14. Shavit U., Shaviv A., Shalit G., Zaslavsky D. Release characteristics of a new controlled release fertilizer // Journal of Controlled Release. – 1997. – Vol. 43. – P. 131–138.
15. Shimizu T. Glycoluril as a slow-release nitrogen fertilizer // Soil. Sci. Plant Nutr. – 1987. – Vol. 33. – P. 291–298.

Соя занимает первое место в мире по объемам мирового производства из нее масла, шрота и комбикормов, имеет большой удельный вес в региональных и национальных продовольственных программах. Одним из направлений решения проблемы дефицита пищевого и кормового белка является расширение посевов сои на основе создания сортовых технологий возделывания, позволяющих в максимальной степени реализовать генетический потенциал сорта [2].

Растения сои для роста и развития нуждаются в значительных количествах минеральных веществ, в частности азота. Влияние удобрений на урожайность сои определяется во многом формой азота и способом внесения. Наиболее эффективным является локальный способ внесения удобрений, обеспечивающий максимальный контакт источника азота и корневой системы [3].

Изучению эффективности внесенного и поглощенного растениями азота при формировании продуктивности сельскохозяйственных культур в зависимости от условий внешней среды, способов и форм внесения посвящено много работ [8–11]. Среди азотных удобрений наибольшее распространение получила мочевина, которая поступает как прямым путем, так и в аммонийной и нитратной форме после разложения. Мочевина и ряд ее производных являются быстродействующими удобрениями, которые могут оказывать влияние на общую кислотность почв, но характеризуются быстрой вымываемостью. В настоящее время разрабатываются новые вещества и композиции, содержащие большое количество подконтрольно высвобождаемого азота, обладающие пролонгированным действием и позволяющие повысить доступность азота для растений [13–15]. К их числу относится гликолурил – функциональное вещество, которое применяется в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Имеются данные о положительном влиянии гликолурила на урожайность некоторых культур (ежа сборная, сурепица яровая, свекла сахарная, пшеница) [1].

Эффективным методом оценки новых видов удобрений является фитотестирование, которое широко используется как способ оценки токсичности или биоактивности различных материалов, химикатов, промышленных отходов [5].

Цель данной работы – изучение влияния водных растворов различной концентрации гликолурила на рост и развитие сои на ранних этапах онтогенеза.

Материалы и методы исследования

Исследование проводили на семенах сои (Glycine hispida Max.) сорта СибНИИК 315, обработанных водными растворами гликолурила разной концентрации.

Подбор оптимальной концентрации раствора был проведен с использованием современной методики фитотестирования Phytoscan, которая позволяет проанализировать как прямое, так и опосредованное действие анализируемых веществ [6]. Семена сои проращивали в прозрачных пластиковых двухкамерных планшетах на подложке из фильтровальной бумаги, смоченной водными растворами гликолурила (0,1; 0,2; 0,3; 0,4 и 0,5 %-й) и дистиллированной водой (контроль). Приготовленные планшеты инкубировали в термостате в условиях, соответствующих ГОСТу 12038–84 [4].

Раствор оптимальной концентрации гликолурила, подобранный методом фитотестирования, был испытан в качестве средства предпосевной обработки семян. Семена сои замачивали в растворе гликолурила на 20 минут, контрольный вариант – в дистиллированной воде. Проращивание семян проводили в пластиковых планшетах.

Оценку влияния гликолурила на проростки сои проводили по четырем морфометрическим параметрам: высота проростка, длина корня, масса надземная (сырая), масса корня (сырая). Критерием воздействия исследуемого вещества считается уменьшение размерных и весовых параметров растений, а стимулирующего воздействия – увеличение исследуемых параметров. Статистическая обработка данных проведена с помощью пакета Statistica 8. В таблицах представлены средние арифметические значения в форме «среднее ± ошибка среднего». Достоверными считали различия с вероятностью ошибки р, не превышающей 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Проращивание семян сои с использованием планшетного метода показало, что водные растворы гликолурила разной концентрации оказывают неоднозначное влияние на рост сои на ранних этапах развития.

Концентрации гликолурила в пределах 0,1–0,3 % стимулировали все параметры развития проростков сои (таблица).

Влияние водных растворов гликолурила на морфометрические показатели сои

 

Контроль

0,1 %

0,2 %

0,3 %

0,4 %

0,5 %

Высота проростка, мм

86,4 ± 4,1

89,1 ± 3,8

96,6 ± 4,2

109,8 ± 8,6*

85,9 ± 7,2

80,4 ± 6,1*

Длина корня, мм

120,3 ± 8,3

122,3 ± 6,5

127,6 ± 9,3

135,3 ± 10,4*

121,5 ± 7,1

116,1 ± 10,2*

Масса надземная, мг

634 ± 22

693 ± 27

709 ± 43

715 ± 55*

631 ± 34

618 ± 35*

Масса корня, мг

167 ± 8

172 ± 10

184 ± 16

192 ± 12*

166 ± 10

150 ± 11*

Примечание. * – признаки, достоверно различающиеся, при величине доверительной вероятности p ≤ 0,05.

Отмечена концентрационная зависимость: увеличение всех параметров (ростовых и весовых) с увеличением концентрации гликолурила до определенного предела. Наибольший стимулирующий эффект отмечен при проращивании семян сои на ложе, увлажненном 0,3 %-ным раствором гликолурила, при этом высота проростка и длина корней сои увеличивались на 16,7 и 12,5 %, а их масса соответственно – на 12,8 и 15,0 %.

Воздействие растворов гликолурила более высокой концентрации оказывало иное действие. Раствор гликолурила 0,4 %-ной концентрации не вызывает активации ростовых процессов сои. Под влиянием 0,5 %-го раствора наблюдается тенденция к снижению всех морфометрических параметров проростков от 3,5–5,2 %, причем наибольшее угнетение отмечено у длины корня (10,2 %).

Замачивание семян сои в 0,3 %-ном растворе гликолурила также стимулировало рост надземных и подземных органов проростков (рисунок).

pic_53.tif pic_54.tif

Влияние предпосевной подготовки семян сои гликолурилом на развитие проростков

Заключение

Установлено, что исследованные водные растворы азотсодержащего соединения гликолурила оказывают различное влияние на рост и развитие сои на начальных этапах онтогенеза.

В водной культуре добавление гликолурила в концентрациях 0,1; 0,2 и 0,3 % оказывает стимулирующее влияние на проростки сои, вызывая увеличение ростовых и весовых параметров. При проращивании семян сои на растворах более высоких концентраций (0,4 и 0,5 %) отмечено незначительное угнетение всех параметров развития проростков, усиливающееся при повышении концентрации.

Одним из способов стимуляции роста сои на начальных этапах онтогенеза может явиться предпосевная подготовка семян путем их замачивания в 0,3 %-ном растворе гликолурила.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ (№ 14-34-50492 мол_нр).

Рецензенты:

Бабенко А.С., д.б.н., заведующий кафедрой защиты растений биологического института, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», г. Томск;

Терещенко Н.Н., д.б.н., профессор кафедры экологической и сельскохозяйственной биотехнологии биологического института, ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», г. Томск.

Работа поступила в редакцию 28.12.2014.


Библиографическая ссылка

Астафурова Т.П., Михайлова С.И., Сучкова С.А., Кадырбекова Л.К., Ермеков А.Е. ВЛИЯНИЕ ГЛИКОЛУРИЛА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СОИ НА НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12-9. – С. 1917-1920;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36462 (дата обращения: 29.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074