Схожість насіння і продуктивність рослин амаранту під впливом Гібберсібу

Представляємо вашій увазі результати чергових досліджень. Вони будуть цікаві в першу чергу фермерам, які займаються вирощуванням амаранту. У статті, авторами якої є Є.П. Іванова, Л.Л. Кирилова, Г.Н. Назарова, розповідається про особливості схожості насіння амаранту і його продуктивності під впливом біологічного регулятору росту Гібберсіб.
Даний засіб використовується для захисту сільськогосподарських культур, а також для підвищення їх врожайності, збільшення загального виходу товарних плодів. Зокрема, препарат рекомендований до використання з огірками, томатами, картоплею.
Однак дослідники вирішили перевірити, наскільки препарат допоможе амаранту — відносно новій культурній рослині, яка отримує все більше поширення. Матеріал був опублікований у виданні «Сільськогосподарська біологія», 2014 року, № 1.
Ми не будемо публікувати дослідження повністю, а лише представимо Вашій увазі ключові моменти.

Загальна інформація

На жаль, амарант, не дивлячись на зростання своєї популярності і високу харчову цінність, все ще не отримав широкого поширення з кількох причин. Як відзначають автори досліджень, одна з основних причин — низький рівень схожості насіння, а також фаза прихованого зростання двотижневих проростків (у них в цей період розвивається тільки коренева система).

Такі особливості рослини обумовлені тим, що амарант вкрай чутливий до зовнішніх подразників, а тому досить часто його посіви можуть гинути.
Саме тому було прийнято рішення провести дослідження, як саме буде реагувати насіння амаранту при використанні такого препарату, як Гібберсіб. Даний препарат являє собою засіб, створений на базі натуральних екологічно чистих з’єднань. Зокрема, препарат містить в собі діючу речовину, що складається з декількох гіббереллінів.
Гібберелліни такого типу продукуються грибом Gibberella moniliformis Wineland. Завдяки своїй натуральності, Гібберсіб використовується при вирощуванні культур різного типу.

Які ще дослідження проводилися з насінням амаранту

Автори наукової статті відзначають, що раніше ними проводилися дослідження, що дозволяють визначити стимулюючу дію 4-гідроксифенетилового спирту (ГФЕС) бактеріального походження на ріст і розвиток рослин овочевого амаранту.
В результаті досліджень були отримані результати, що показують, що обробка насіння амаранту 10-6 М водним розчином ГФЕС дозволила істотно збільшити показники схожості і повністю відновити рівень схожості, навіть якщо на рослини впливали різні несприятливі чинники.
Застосування такого засобу також дозволило збільшити:

• рівень виживання проростків;
• стимулювати ріст рослини;
• підвищити загальний рівень врожайності амаранту.

Результати проведених досліджень дозволили рекомендувати ГФЕС для подальшого застосування при культивуванні рослини.

Чому було прийнято рішення досліджувати вплив гіббереллінів

Автори роботи відзначають, що гібберелліни, як і цитокініни, являють собою повноцінні натуральні фітогормони, що надають стимулюючу дію.
Зокрема, використання суміші відразу декількох гіббереллінів, одержуваних завдяки грибний культурі Gibberella moniliformis Wineland, який входить до складу препарату Гібберсіб, дозволяє істотно підвищити загальний рівень врожайності різних культур. Наприклад, варто відзначити наступні:

• помідори;
• виноград;
• огірки;
• капусту;
• картоплю і ін.

Автори роботи відзначають, що саме вони першими застосовували препарат відносно амаранту. До них ніхто таких досліджень і дослідів не проводив. По крайній мірі, про них немає згадок.
Дослідники в першу чергу оцінювали, наскільки гібберелліни посприяють проростанню амарантового насіння, стимулюють їх рівень схожості.
Крім того, слід зазначити, що гібберелліни у сформованих вже рослин стимулюють ріст надземної частини, але не надають безпосередньо впливу на розвиток коренів, дослідники намагалися виявити, чи здатний препарат нейтралізувати диспропорцію органів амаранту, яка з’являється в початковий період його розвитку, а також суттєво активізувати ріст рослини на наступних етапах.
Автори статті вказують на той факт, що гібереліни мають стимулюючий вплив на процес фотосинтезу. Що дуже показово, оскільки у рослин їх зростання і подальший розвиток безпосередньо залежать саме від фотосинтезу, тобто, його загальної інтенсивності. Тобто, застосування препарату теоретично дозволяло підвищити врожайність амаранту. Саме це і намагалися встановити дослідники на практиці.

Білок в амаранті і чому дослідження були важливі

Основна харчова цінність амаранту полягає в підвищеному вмісті рослинного білка високої якості. Цей білок, за результатами інших досліджень, набагато краще засвоюється, ніж білок, що міститься в інших зернових культурах.
Зокрема, варто згадати той факт, що амінокислотний склад амарантового білка є збалансованим, він дуже близький до тваринного білка.

Однак на момент проведення досліджень інформація про вплив гіббереллінів на засвоєння азоту була неоднозначною. У той же час, дослідники відзначали, що в залежності від типу рослини і способів використання препаратів, можливе більш активне засвоєння азоту з грунту, що приведе до підвищеного вмісту білка в рослині.
Крім того, дослідники відзначають, що є достовірна інформація про те, що гібберелліни сприяють суттєвому підвищенню стійкості рослин до несприятливих впливів навколишнього середовища.
Дослідниками була вивчена можливість використання препарату для забезпечення більш високої стійкості амаранту, а також підвищення його врожайності і поживних якостей.
Для отримання результатів було проведено кілька досліджень, дослідів, вимірів. Зокрема, дослідниками проводилися наступні роботи:

• контроль рівня вмісту азоту;
• контроль рівня вмісту загального білка;
• контроль впливу Гібберсібу на насіння амаранту;
• стан рослини, що вирощується з насіння, обробленого Гібберсібом.

Методика досліджень

У своїх дослідженнях автори роботи використовували насіння овочевої форми амаранту Amaranthus caudatus L. (сорт До 173), які були взяті в фондах Всеросійського Науково-дослідного Інституту селекції і насінництва овочевих культур і препарат Гібберсіб (розроблений російським ВО «Сіббіофарм»).
Обробка насіння амаранту проводилася трьома способами, при цьому враховувалося, які саме завдання потрібно вирішити за допомогою експерименту.
1. Визначення схожості насіння амаранту. В даному випадку використовувалося насіння, рівень схожості якого досягав 70%. Для його обробки був обраний спосіб замочування. Для цього використовувався водний розчин Гібберсіб з діапазоном концентрації 10^-8 — 10^-3% або в дистильованій воді на добу. Після замочування насіння висушували при слабкому потоці повітря при кімнатній температурі.
2. Визначення ростових, фізіолого-біохімічних показників рослин. В цьому випадку використовувалося те ж насіння, яке обробили розчином Гібберсіб 10^-5 або в дистильованій воді на добу. Опісля з насіння отримували амарант.
3. Вивчення ефекту стимулятора на тлі штучного старіння. В цьому випадку для досліджень використовувалися насіння амаранту, рівень схожості якого дорівнював 90%. Це насіння або замочували у воді за описаним вище методом, або піддавалося штучному старінню протягом двох або чотирьох діб при температурі повітря +41 градус і при відносній вологості повітря в 100%. Деяка частина насіння амаранту, яке пройшло процедуру старіння, додатково було оброблене 10^-5% розчином Гібберсібу.
Визначаючи рівень схожості насіння амаранту, дослідники оцінювали, яка саме частина насіння проросла на зволоженому фільтрувальному папері (так звана чашка Петрі, 72 ч при температурі 24 ° С)
Для вирощування амаранту по десять еталонних проростків дослідники пересаджували в спеціальні ємності з піском. Культивування амаранту проводилося із застосуванням живильного середовища Кнопа при температурі повітря в 24 градусів, 14-годинному фотоперіоді і освітленості 150 Вт * м^-2.
Біометричні показники рослин враховували через кожні 15 діб протягом усього періоду росту амаранту і безпосередньо до дати збору врожаю (збір врожаю проводився на 115-у добу після початку експерименту). Продуктивність досліджуваних рослин визначалася за приростом біомаси амаранту.
У суспензії ізольованих хлоропластів з листя 45-добових рослин визначали вміст хлорофілу і оцінювали його фотохімічну активність по швидкості електронного транспорту і фотофосфорилювання. У листі також визначали активність нітратредуктази (HP) і кількість нітриту, вміст елементарного азоту і загального білка. ППФ листя за період з 45-х по 60-у добу розраховували за методом Ничипоровича.

Які результати були отримані в ході досліджень

Щоб спростити процес підготовки насіння, а також з огляду на всі властивості препарату, який використовується в дослідженнях, було вирішено використовувати передпосівний обробіток посівного матеріалу.
Вихідні показники схожості насіння становили до 70%. Крім того, дослідникам вдалося встановити, що вплив препарату багато в чому залежить від загального рівня концентрації використовуваного розчину.

Максимальні показники схожості були досягнуті при концентрації розчину 10^-5 % і досягли рівня в 95%. А при концентрації розчину в 10^-3 % спостерігалося зниження рівня до 54%.
У всіх інших випадках особливого ефекту від застосування препарату помічено не було. Що точно відповідає вже наявним на момент дослідження даним про про властивості фітогормонів надавати стимулюючу дію в суворо визначеному діапазоні концентрацій, перевищення яких призводить до пригнічення.
Відзначається, що підготовка перед посівом насіння і обробка їх Гібберсібом також впливала на розвиток проростків амаранту — у них був відсутній критичний стан прихованого зростання.

На 15-ту добу проростки, отримані з насіння, що пройшло обробку, набагато перевершували контрольні проростки. Зокрема, за масою і висотою.

Як показали результати досліджень, обробка насіння перед посівом істотно вплинула на розвиток проростків амаранту — у них не настав критичний стан прихованого зростання.
Виходячи з цього, можна зробити висновок, що обробка дозволила досягти наступного — у проростків не припинявся ріст надземної частини, але, разом з тим, було встановлено, що присутнє прискорення зростання кореневої частини в порівнянні з контрольними зразками.
Було виявлено помітне збільшення фотохімічної активності хлоропластів з листя 45-добових рослин, отриманих з обробленого Гібберсібом насіння, в порівнянні з контролем. При цьому кількість хлорофілу в листі практично не змінювалася. В результаті такої дії ППФ листя за період з 45-х по 60-у добу збільшувалася на 39%.

В результаті досліджень було встановлено, що підготовка насіння перед посівом призводить до збільшення загальної кількості білка в зелені амаранту в активний вегетаційний період.

Тривале або неправильне зберігання насіння, вплив несприятливих факторів (як в природних умовах, так і при моделюванні процесів старіння) призводить до зниження схожості. Внаслідок погіршення якості посівного матеріалу порушуються ростові і обмінні процеси у отриманих рослин, що позначається на їх врожайності і продуктивності. При дослідженні впливу Гібберсібу на схожість насіння після процедури ІС і біометричні показники рослин використовували насіння з початково високою схожістю (90 ± 4%). Було виявлено, що вона падала в залежності від часу впливу несприятливих чинників: після 2-ІС — до 72 ± 3%, 4-ІС — до 63 ± 5%. Після обробки 10^-5 % розчином Гібберсібу схожість повністю відновлювалася і становила в обох варіантах 95 ± 2%.
Показники, що характеризують розвиток і продуктивність, у рослин амаранту, вирощених з насіння, підданого ІС протягом 2 і 4 доби, були значно нижче контрольних.

Стан рослин залежав від часу впливу факторів ІС. Передпосівна обробка Гібберсібом не тільки повністю усувала наслідки максимальних за тривалістю впливу стресових факторів (4-ІС), а й приводила до помітного підвищення (в порівнянні з контролем) висоти, величини зеленої маси листя і маси всієї надземної частини рослин на стадії активної вегетації (45 діб).
В кінці генеративної фази таких рослин (115 діб) виявили збільшення маси насіння з однієї рослини. Маса 1000 насінин у цих рослин зростала на 24% в порівнянні з контролем.
Останній ефект дуже важливий для культури амаранту, так як від маси і розміру насіння залежить стартовий ріст, якість і життєздатність сходів і, в кінцевому рахунку, продуктивність рослин. Отримані результати демонструють високу ефективність застосування Гібберсібу для покращення якості як посівного матеріалу зі зниженою схожістю, так і рослин, отриманих з цього насіння.

Підводячи підсумок

Встановлено стимулюючу дію препарату Гібберсіб на схожість насіння і всі вивчені показники рослин у овочевого амаранту. Отже, Гібберсіб можна застосовувати як для покращення якості посівного матеріалу, так і для підвищення поживності і продуктивності амаранту.
Використання Гібберсібу може полегшити культивування цієї рослини і сприяти її поширенню на території Росії.