Секція „Біологічні науки”, п/секція

„Структурна ботаніка та біохімія рослин”

Пюрко О.Є.*, Палладіна Т.О.**, Казаков Є.О.*, Волкова І.Ю.

* Мелітопольський державний педагогічний університет

** Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України

Синтетичні стимулятори як регулятори

солестійкості кукурудзи

Кукурудза є однією з основних сільськогосподарських культур, яка економно використовує воду за рахунок С₄-типу фотосинтезу і має високу потенційну продуктивність. Тому вирощування її на півдні України є доцільним. Але для неї характерна низька солестійкість (критичний рівень засолення – 0,6% [6]), а значні орні площі півдня, завдяки специфічності кліматичних умов, мають підвищений вміст солей (0,2-0,4%, а на узбережжі ще вищий) і тому при сприятливих умовах освітлення, температурного фактору, фотоперіоду, мінерального живлення, продукційний потенціал цієї культури реалізується не в повній мірі через водний дефіцит та засолення [1,5].

Метою роботи було з’ясування можливості регуляції солестійкості у кукурудзи, яка на півдні України займає близько 30% пашні, синтетичними стимуляторами – івіном та метіуром [2,3]. Схема дослідів: варіант1 – контроль (середовище Хогланда), 2 – 1+метіур 10^-5М, 3 - 1+метіур 10^-7М, 4 - 1+івін 10^-5М, 5 - 1+івін 10^-7М, 6 - середовище Хогланда + 0,1 М NaCl, 7 - 6+івін 10^-7М.

Дослідженнями встановлено, що передпосівна обробка насіння кукурудзи синтетичними стимуляторами росту диференційовано проявляє пролонговану стимулюючу дію як за умов засолення в різні періоди індивідуального розвитку, так і без нього. При цьому, "реакції-відповіді" носять мультиваріабельний характер і проявляються на багатьох рівнях організації рослинного організму.

Виходячи з того, що однією з важливіших складових формування солетолерантності у рослин є осмотична складова, яка визначає рівень їх водозабезпечення, а адаптація до любого стресу супроводжується чисельними перебудовами [4,6], в тому числі і накопиченням циклічної амінокислоти – проліну. Дослідження показали, що передпосівна обробка стимуляторами росту призводить до збільшення значень його в 1,5 (варіанта 2,4) – 3 (3,4 варіанти відповідно) рази. Засолення стимулює накопичення проліну відносно контролю в 30 разів (варіант 6), але за рахунок протекторної дії синтетичних регуляторів росту значення цього параметру понижується на 26,3-36,1% (варіанти 8,9) при концентрації 10^-7 М і в значно меншій мірі – всього на 3,7-9,9% відповідно (варіанти 7 та 9) при концентрації 10^-5 М. Отримані результати по вмісту проліну однозначно свідчать про його значне накопичення за умов засолення, але стимулятори росту, особливо в концентрації 10^-7 М, значно пом'якшують негативний вплив солі на рослини 8 та 10 варіантів відносно рослин інших варіантів із засоленням.

Таблиця 1. Вплив регуляторів росту та засолення на висоту та продуктивність кукурудзи (вегетаційний дослід)

Варіанти досліду	Висота рослин, см	Маса качана, г	Маса зерна з початка
Варіант 1	146,0 ± 6,1	102,5 ± 11,9	93,0 ± 10,2
Варіант 2	190,0 ± 10,1	99,3 ± 5,1	72,6 ± 4,8
Варіант 3	168,0 ± 13,6	90,3 ± 18,8	65,8 ± 15,4
Варіант 4	174,1 ± 3,9	76,1 ± 9,4	57,1 ± 8,5
Варіант 5	138,0 ± 2,2	71,9 ± 14,2	57,3 ± 16,3
Варіант 6	2/49,5*	Качанів немає	0
Варіант 7	3/84,0	22,9 ± 1,48	18,8 ± 1,9
Варіант 8	5/83,6	26,5 ± 10,9	17,1 ± 10,2
Варіант 9	1/103	1/29,1**	1/5,7
Варіант 10	2/113,5	2/17,8	2/15,1
Варіант 11	138,9 ± 16,1	28,3 ± 8,1	18,7 ± 7,1
Варіант 12	180,1 ± 6,1	2/63,1	2/34,5
Варіант 13	158,2 ± 6,2	1/47,1	1/36,6
Варіант 14	137,1 ± 5,1	1/38,4	1/22,3
Варіант 15	130,1 ± 10,5	2/28,1	2/17,8

* - чисельник – кількість рослин, які залишилися з варіанту, знаменник – середня їх висота, см

** - чисельник – кількість качанів з варіанту, знаменник – середня маса качана та зерна з нього.

Результати таблиці 1 дозволяють стверджувати, що синтетичним регуляторам метіуру та івіну дійсно притаманна рістстимулююча функція, яка підтверджується морфометричними параметрами рослин 2-4 варіантів, причому першому – в більшому ступені. Але маса качана та маса зерна у рослин цих варіантів на 3,1- 11,1 та 21,9-29,8% відповідно менша при обробці насіння метіуром і на 25,8-29,2 та 38,4-38,1 – івіном. Не виключено, що синтетичні регулятори росту стимулюють фази розтягнення клітин і забезпечують домінування ростових меристем, завдяки чому уповільнюється перехід від вегетативної до генеративної фази розвитку і асиміляти в донорно-акцепторній системі цілої рослини в значній мірі витрачаються на формування вегетативних органів. Закладка качанів і виповнення зерна асимілятами відбувається в більш пізніші строки і тому зменшуються як маса качана, так і зернова продуктивність.

Засолення навесні (варіант 6) обумовлює загибель 80% рослин, а ті що виживають – не утворюють качанів і зовсім не формують зерна.

Таким чином, синтетичні стимулятори росту метіур і івін при передпосівній обробці найбільш ефективні в концентрації 10^-7 М, але перший переважає. Крім рістстимулюючої, ці речовини проявляють солепротекторну функцію і забезпечують функціонування рослин кукурудзи, навіть в умовах критичного засолення. Їх застосування більш раціональне на ранніх етапах індивідуального розвитку і може сприяти зміцненню кормової бази тваринництва за рахунок збільшення розмірів рослин.

Література

1. Беляева Н.В., Насырова Г.Ф., Симчук Е.Е., Пономаренко С.П. Влияние производных N-оксидов пиридина на активный транспорт ионов в корнях проростков кукурузы //Физиол. раст. – 1996. – Т. 43, №1. – С. 94-100.

2. Казаков Є.О. Методологічні основи постановки експерименту з фізіології рослин. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – 272 с.

3. Казаков Е.А., Казакова С.М. Учебно-научный комплекс по физиологии растений //Тезисы докладов 2^го съезда Всесоюзного общества физиологов растений (24-29 сентября,1990 г.) – М.: Б.и., 1993. – Ч. 2. – С. 83-84.

4. Куриленко І.М., Палладіна Т.О. Вплив NaCl та синтетичних регуляторів росту на активність процесів пер оксидного окислення та антиоксидантного захисту у проростках кукурудзи //Тези ІІ Міжнародної конференції „Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти” (18-21 серпня, 2004). – Львів: Сполом, 2004. – С. 248.

5. Палладіна Т.О., Кириленко І.М., Клочко С.В., Хутова Б.М., Прикажчикова Л.П., Драч Б.С. Стимулюючий ефект метіуру на ріст та солестійкість паростків кукурудзи //Доп. НАН України. – 2001. - №6. – С. 177-180.

6. Пюрко О.Є., Палладіна Т.О., Казаков Є.О., Кириленко І.М., Лебедь Д.В., Яценко Н.В. Ріст стимулююча та солепротекторна функція синтетичних регуляторів росту //Матеріали VIII міжнародної науково-практичної конференції „Наука і освіта 2005” (7-21 лютого 2005 р.) – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005.