амаранта метельчатого

Применение регуляторов роста растений становится важнейшим элементом ресурсо- и энергосберегающих технологий выращивания сельскохозяйственных культур.

Природные и синтетические регуляторы роста и развития растений, или фиторегуляторы, являются мощным средством управления онтогенезом растений. Поэтому они находят широкое применение в биотехнологии сельскохозяйственных растений и в практическом растениеводстве. Согласно существующим представлениям, механизм их действия связан с влиянием на эндогенные фитогормоны. Это открывает возможности сдвига физиолого-биохимических процессов у растений в желательном направлении.

Физиологический эффект действия регуляторов роста зависит от химической природы препарата, его концентрации, фазы развития растений, экологических факторов.

В связи с экологическими требованиями приоритет отдается малорасходным веществам и препаратам (регуляторам роста). В последние годы выпущено большое количество новых, эффективных регуляторов роста, отличающихся малым расходом препарата на единицу обработанной площади (Ларионов Г.И., Тарасова О.Е., 2001).

К числу перспективных приемов, обеспечивающих дальнейшее повышение урожайности и качества продукции растениеводства, устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды следует отнести метод предпосевной обработки семян фиторегуляторами и микроэлементами (Исайчев В.А., 2000).

Научными сотрудниками Казанского университета установлено, что обработка семян и двукратное опрыскивание растений амаранта водным раствором оксигумата (0,1 %) стимулировало развитие корневой системы. Это способствовало более полному использованию минеральных удобрений. Отмечено снижение нитратов в растениях. Оксигумат вызывает ретардантный эффект: растения более устойчивы к полеганию, в результате чего потери урожая при уборке снижается на 30 %, ускоряется созревание амаранта (Муравьева А.С., Кадошникова И.Г. Михеев П.В., 1995).

При обработке 4-ГФЭ и гуматами семян амаранта, имеющих пониженную всхожесть после действия неблагоприятных факторов, повышается энергия прорастания в среднем на 37,7 %, всхожесть семян на 38,5 %, ростовые показатели растений. Традиционные стимуляторы роста и развития гибберсиб и 6-БАП, повышают темпы роста и активизируют обмен веществ в тканях амаранта. П-абк также оказывает стимулирующее действие, крезацин обладает ауксиновой активностью и способствует ростовым процессам (Кириллова Л.Л., 1999).

Исследования Донмеза Ш., Аллахвердиева С. (2007) показали, что замачивание в течение 12 часов перед посевом семян амаранта двух видов – Amaranthus caudatus L. и Amaranthus tricolor L. препаратами «Байкал ЭМ 1» и «Биогумус» из расчета 10 мл препарата на 1 л дистиллированной воды оказало стимулирующее действие на синтез протеинов и нуклеиновых кислот в листьях амаранта. Так, в период формирования листьев содержание азота и протеинов как у Amaranthus caudatus L., так и Amaranthus tricolor L. более чем в 2 раза превышает контрольные показатели. В последующие стадии вегетации растений также максимум азота и протеинов в листьях амаранта накапливается благодаря деятельности эффективных микроорганизмов препарата «Байкал ЭМ 1».

А.К. Злотников, В.К. Гинс, К М. Злотников (2001) сообщают, что предпосевная обработка семян амаранта препаратом альбит оказывает на растения ярко выраженное стимулирующее действие. Высота растений увеличивается на 157 % на стадии проростков и на 300-550 % в середине вегетации.

Одним из резервов повышения урожайности сельскохозяйственных культур является использование природных регуляторов роста, источником получения которых служат растения. Эти биологически активные вещества в малых концентрациях приводят к значительным изменениям в росте и развитии растений. Препараты на основе растительного сырья экологически безопасны, поскольку представляют собой продукты метаболизма растительного организма.

Пешкова А.М. (2004) сообщает, что энергия прорастания семян амаранта сорта Дон-Педро, обработанных тирозином 10^-5, пролином 10^-5, фенилаланином 10^-6 и 4 ГФЭ на 28 %, 29,6 %, 24 % и 28 % соответственно выше, чем в контроле; у сорта Кизлярец – соответственно на 30,9 %, 90,4 %, 9,5 % и 85,7 %; у сорта Валентина на 48,9 %, 63,2 %, 55,1 % и 69,2 % соответственно. Отмечено также стимулирующее действие и на всхожесть семян данных сортов: у сорта Дон-Педро обработка семян тирозином 10^-5, пролином 10^-5, фенилаланином 10^-6 и способствовала повышению их всхожести по отношению к контролю на 28,0 %, 29,6 %, 24,0 % и 28,0 % соответственно; у сорта Кизлярец – на 27,2 %, 104,5 %, 9,0 % и 27,2 % соответственно; у сорта Валентина – на 45,5 %, 58,1 %, 41,8 % и 47,3 % соответственно. 4 ГФЭ повышает способность клеток зародыша семени притягивать подвижные метаболиты из окружающих запасных тканей, способствует выходу семян из состояния покоя, повышает всхожесть семян и дружность всходов. Аминокислоты тирозин и фенилаланин усиливают интенсивность процессов дыхания и активизируют работу ферментов зародыша семени. Пролин проявляет свойства антистрессовой аминокислоты и позволяет семенам амаранта преодолеть действие неблагоприятных факторов, таких как слишком высокая или низкая температура. Аминокислоты и 4 ГФЭ положительно влияют на ростовые параметры 15, 30 и 45-ти суточных проростков амаранта сортов Валентина, Дон-Педро и Кизлярец. Высота 15, 30 и 45-ти суточных проростков под влиянием растворов аминокислот по отношению к контролю увеличивается в среднем для трех сортов на 4,08 % при обработке тирозином, на 53,9 % при обработке фенилаланином, на 78 % при обработке пролином и на 88,2 % при обработке 4-ГФЭ. Под влиянием аминокислот происходит увеличение таких ростовых параметров как высота растений, длина корня, масса проростков, биомасса листьев у 15-ти суточных проростков амаранта.

При обработке семян амаранта раствором 4-ГФЭ происходит значительное увеличение содержания хлорофиллов «а» и «в» по отношению к контролю в листьях растений овощных сортов: у сорта Дон-Педро на 42,1 % и 57,9 % соответственно; у сортов Кизлярец на 101,6 % и 26,8 %; у сорта Валентина на 41,0 % и 13,9 %.

Аминокислоты и 4-ГФЭ оказали стимулирующее влияние на содержание белков в листьях амаранта. У сорта Дон-Педро под влиянием тирозина, фенилаланина содержание альбуминов и глобулинов возросло на 3,3 %, 5,8 % и 2,2 % соответственно, по отношению к контролю; у сорта Кизлярец – на 1,5 %, 4,8 % и 3,6 %, 2,9 %; у сорта Валентина – на 2,6 %, 1,9 % и 6,0 %, 4,0 % к контролю. Наиболее сильное влияние оказал 4-ГФЭ: в листьях сорта Дон-Педро содержание альбуминов и глобулинов возросло на 5,5 % и 7,1 %; у сорта Кизлярец – на 6,2 % и 9,1 %; у сорта Валентина – на 12,8 % и 7,1 % соответственно по отношению к контролю.

Обработка семян амаранта растворами регуляторов роста (4-ГФЭ) и аминокислот тирозином 10^-5, пролином 10^-5, фенилаланином 10^-6 позволяет растениям амаранта не только преодолевать критические периоды развития и накопить большую биомассу, но и увеличить массу семян. Обработка тирозином увеличивает массу 1000 семян в среднем на 8 % по отношению к контролю; обработка фенилаланином – на 20 %, пролином – на 26 % и 4-ГФЭ – на 30 %.

Исследованиями Кроповой Ю.Г. и др. (2007) по изучению влияния индолилуксусной кислоты (ИУК) на активность ферментов амаранта краснолистного сорта Валентина установлено, что замачивание семян амаранта сорта Валентина в растворах ИУК на 24 часа ведет к повышению активности всех изучаемых ферментов по сравнению с контролем. Менее чувствительна к действию ИУК супероксиддисмутаза, ее активность увеличилась в 1,5 раз, другая оксидоредуктаза – пероксидаза – активизируется почти в 8 раз. Активность литических ферментов под действием ИУК возрастала в 8-9 раз. Максимальное изменение активности ферментов наблюдалось при замачивании в растворе ИУК концентрации 10^-6 М. Эта концентрация стимулирует процессы прорастания семян в наибольшей степени и может быть рекомендована к внедрению в агротехнику возделывания амаранта сорта Валентина.

Исследованиями Кирилловой Л.Л. (1999) по влиянию регуляторов роста с различной фитогормональной активностью на особенности фотосинтеза у амаранта как С₄ –растения, показано стимулирующее действие гибберсиба, П-АБК, крезацина, и особенно, 6-БАП, 4-гидроксифенилэтанола и гуматов на содержание хлорофилла, скорость электронного транспорта в хлоропластах, количество образовавшегося АТФ, продуктивность фотосинтеза. Обработка семян амаранта указанными регуляторами роста положительно влияет на некоторые стороны азотного обмена растений: возрастает активность нитратредуктазы – ключевого фермента азотного обмена, что приводит к увеличению содержания общего азота и повышению содержания белка в тканях листьев амаранта.

Опытами ученых ВНИИССОК (2007) по изучению содержания форм кремния и накопления фенольных соединений (оксикоричных кислот и флавоноидов) в листьях амаранта различных ярусов при предпосевной обработке семян ускоряющими рост препаратами «Альбит» и «Амир» (раствор в концентрации 10^-6 %) и «Амир» с добавкой селена, установлено, что наибольшее содержание органогенного кремния у всех изучаемых образцов отмечено в листьях второго яруса (1,12-12, %). У обработанных образцов содержания кремния выше, чем в контроле. При увеличении возраста листьев содержание этой формы Si уменьшается на 26 % (в контроле), 21,6 % (обработка препаратом «Альбит»), 16,6 % (обработка препаратом «Амир») и на 21,6 % (препарат «Амир» в сочетании с селеном). Максимальное накопление флавоноидов также отмечено для листьев второго яруса (3,17-4,04 %). У растений, семена которых были предварительно обработаны ускоряющими рост препаратами, накапливалось больше, чем у необработанных образцов. При увеличении возраста листьев содержание флавоноидов постепенно снижается на 14,5 % (на контроле), на 12,5 % (обработка препаратом «Альбит»), 16,0 % (обработка препаратом «Амир») и на 8,4 % (препарат «Амир» в сочетании с селеном). Наиболее богат состав флавоноидного комлекса листьев 1-го и 2-го ярусов. В образцах, обработанных препаратом «Амир», в листьях первого яруса обнаружен дигидрокварцетин (0,21 %), а кварцетин-3-О-рамнозид (в количестве 0,21 %) найден только в листьях второго яруса. Содержание свободного кварцетина увеличивается по мере старения листьев от 0,78 % до 1,28 %. Максимальное накопление рутина отмечено в листьях первого и второго ярусов – 0,72-0,74 %. Таким образом, в результате предпосевной обработки семян стимулируется накопление органогенного кремния и увеличивается общее содержание флавоноидов.

Кириллова Л.Л. и др. (2002) сообщают, что замачивание семян амаранта в растворах аминокислот оптимальных концентраций привело к увеличению их всхожести. Всхожесть семян сорта Дон-Педро обработанных тирозином 10^-5, фенилаланином 10^-6 и пролином 10^-6 – на 28 %, 24 %, 20 % больше, чем в контроле. У сорта Кизлярец – соответственно на 31 %, 9 % и 19 %; у сорта Валентина на 57 %, 17 % и 25 % соответственно. Также отмечено и явное стимулирующее действие на энергию прорастания семян. Рост корневой системы под влиянием растворов аминокислот характеризуется более высокими темпами, чем у контрольных растений. Тирозин и фенилаланин приблизительно одинаково действуют на рост корневой системы, и прирост составляет в среднем 35-45 % по отношению к контролю. Под влиянием обработки семян амаранта растворами аминокислот активизировалась деятельность фотосинтетического аппарата листьев, что выразилось в увеличении интенсивности фотосинтеза листьев амаранта. При обработке тирозином и фенинилаланином количество хлорофилла а и в в листьях амаранта сорта Кизлярец возрастало в среднем на 35 %, под влиянием пролина – на 29 %; у сорта Дон-Педро под влиянием тирозина на 15 %, фенилаланина на 29,5 %, пролина на 39 %; у сорта Валентина на 8 %, 13,5 % и на 12 % соответственно. Аминокислоты влияют также на повышение содержания пигмента амарантина, который в последнее время приобретает большое практическое значение. Концентрация красного пигмента амарантина возрастала под влиянием тирозина у красноокрашенных сортов в среднем на 45 %, фенилаланина на 36 % и пролина на 42 %.

Длительное хранение семян амаранта или воздействие неблагоприятных факторов приводит к значительному снижению их всхожести. Опытами Ивановой Е.П. и др. (2007) доказана способность ГФЭС (4-гидроксифенэтиловый спирт), как природного фенольного цитокинина, устранять последствия воздействия стрессовых факторов на семена и растения, выращенные из них. Семена овощной формы амаранта подвергали искусственному старению (ИС) путем воздействия неблагоприятных факторов (НФ) – повышенной температуры 41° С и относительной влажности 100 %. Семена, подвергнутые ИС теряют более 30 % всхожести, а обработка ГФЭС повышает их всхожесть до исходного уровня. Обнаружено положительное влияние предпосевной обработки ГФЭС на состояние генеративных органов и качество семян. Так, у растений, выращенных из семян, подвергнутых воздействию неблагоприятных факторов, длина метелки, масса семян с одного растения и масса 1000 семян ниже, чем в контроле. У растений, выращенных из семян обработанных ГФЭС, длина метелки восстанавливается до уровня контроля, а масса семян с одного растения и масса 1000 семян превышают контроль. Последний эффект важен для культуры амарант, так как его семена имеют очень малый вес и размер, из-за чего зависит стартовый рост, качество и жизнеспособность всходов и продуктивность культуры. Предпосевная обработка семян ГФЭС считается экологически безопасной в виду того, что это соединение используется в микромолярных концентрациях и имеет природное происхождение.

Исследования Паламарчука И.В. (2000) свидетельствуют, что амарантин в концентрации 10^-5-10^-6 М стимулирует развитие проростков и образование пигментов у зеленоокрашенных форм амаранта, в отличие от красноокрашенных форм. Обработка семян амаранта сорта Кизлярец растворами амарантина в концентрации 10^-5-10^-8 М в течение 30 минут приводила к увеличению длины корешка и замедлению роста гипокотиля. Существенное возрастание длины корешка на 16 % наблюдали при действии амарантина только в концентрации 10^-5М. Максимальное накопление амарантина в проростках наблюдали при обработке 10^-6М концентрацией амарантина (на 40 % относительно контроля), тогда как количество протохлорофилла оставалось на уровне контроля. Амарантин влияет не только на морфологические показатели продуктивности растений, но и повышает качество продукции путем увеличения в ней содержания сухих веществ, витамина С и сахаров.