Geum.ru

Кандрашина татьяна Федоровна

Вид материалаДокументы

Содержание


1.4 Влияние компонентов полимерной композиции на прорастание семян
Подобный материал:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

1.4 Влияние компонентов полимерной композиции на прорастание семян


Исследования ряда авторов [133] показали, что фентиурам и полимерная композиция в течение 1-5 суток тормозили темпы роста проростков, начиная с 5-7 суток наблюдалось увеличение роста соответственно на 30-45 %. На 11-12 сутки действие препаратов прекращалось. Надо полагать, что с увеличением скорости поступления воды начинается активное использование запасных веществ семени. Так, гидролиз липидов начинался на ранних стадиях прорастания семян хлопчатника, их снижение отмечается уже на 2-е сутки. Наиболее активно липиды используются на 3-8 сутки, т.е. в период максимальной энергии роста проростков. Na-соль бензоилмуравьиной кислоты, фентиурама и полимерной композиции снижает содержание липидов соответственно на 33, 17 – 21 %. Так как липиды используются для роста проростков посредством промежуточных продуктов, закономерна зависимость динамики липидов с динамикой роста проростков. По мере прорастания семян наряду с распадом липидов происходит активный гидролиз запасных белков до низкомолекулярных пептидов и аминокислот [134]. Заметное снижение запасных азотистых веществ начинается у 2-суточных проростков хлопчатника. Фентиурам и полимерная композиция, начиная с третьих суток проращивания, задерживают перераспределение азотистых веществ по проросткам, что выражается в повышенном содержании в них азота. Na-соль бензоилмуравьиной кислоты способствует снижению содержания азотистых соединений, что связано с интенсивным ростом проростков и увеличением скорости перераспределения азота по растению. Также прослеживается закономерность распределения общего азота в различных частях проростков. Таким образом, компоненты полимерной композиции способствуют более активному использованию запасных липидов и белков.

По результатам большой серии опытов изучено влияние препаратов на динамику содержания аланина, аспарагиновой и глутаминовой аминокислот на протяжении эксперимента. Так, под влиянием Na-соль бензоилмуравьиной кислоты на 2- и 3-е сутки проращивания семян увеличивается содержание свободных аминокислот, на 8-е – снижается, а на 11 – вновь возрастает. Под влиянием фентиурама сумма аминокислот на 2- и 3-и сутки возрастает, на 8-е снижается и на 11-е вновь увеличивается. Под влиянием всех компонентов содержание свободных аминокислот возрастает на протяжении всего эксперимента [133].

Компоненты полимерной композиции оказывают действие на содержание β-индолилуксусной кислоты (ИУК) и активность пероксидазы и каталазы. Так, Na-соль бензоилмуравьиной кислоты способствует увеличению содержания ИУК на вторые сутки проращивания семян, что свидетельствует о торможении ее передвижения [76]. На третьи сутки последействие препарата проявляется в усилении ростовых процессов, увеличении скорости утилизации липидов, повышении скорости протеолиза запасных белков, активном перераспределении азотистых веществ по длине проростков. Фентиурам, в состав которого входит трихлорфенолят меди, снижает активность ИУК-оксидазы [78]. Торможение передвижения ИУК или подавление фитогормона, по-видимому, препятствует проникновению воды и соответственно снижает оводненность семян и проростков, ингибирует темпы роста, несколько тормозит использование запасных веществ, уменьшает скорость распределения азота по проростку и транспорт аминокислот. Можно предположить, что фентиурам способствует временному нарушению «насосной» функции клеточных мембран, что в свою очередь, приводит к уменьшению степени насыщения биоколлоидов водой. По представлениям А.И. Имамалиева [77] и И.И. Размаева [74], данный феномен приводит к нерациональному использованию запасных веществ. Феномен перехода от торможения к активации процессов жизнедеятельности растений не противоречит общебиологическим представлениям [79-84].

Эффективность полимерной композиции объясняется свойствами составляющих ее компонентов. Благодаря поливинилпирролидону, входящему в ее состав наряду с фентиурамом и Na-соли бензоилмуравьиной кислоты, полимерная композиция приобретает уникальное свойство регулировать поступление воды в семена хлопчатника, связывать ее на поверхности биоколлоидов и, следовательно, регулировать прорастание семян в различных условиях [31].

Приведенные выше данные позволяют предположить, что полимерная композиция может в определенной степени влиять на развитие растений и на более поздних этапах онтогенеза. Авторы полимерной композиции изучали ее воздействие на полевую всхожесть, формирование плодовых ветвей, темпы закладки плодоорганов, массу коробочек, количество и качество урожая хлопка-сырца [29]. Так, в вегетационных опытах на 5-е сутки проращивания семян под действием фентиурама всхожесть увеличивалась на 7,5 %, а семян, обработанных полимерной композицией, – на 29,8 %, на 9-е сутки - соответственно на 0,1 и 9,9 %. Фентиурам способствовал увеличению количества настоящих листьев, симподиев, бутонов и завязей соответственно на 1,4; 1,0; 0,9 и 1,2 шт., полимерная композиция – на 2,2; 4,0; 3,5 и 2,7 шт. Полученные данные свидетельствуют о том, что фентиурам и полимерная комозиция способствовали увеличению темпов роста и развития хлопчатника на разных стадиях онтогенеза.

Полимерная композиция способствовала увеличению роста корня в фазы 2-4 настоящих листьев, бутонизации и цветения, увеличению массы одного растения и урожая хлопка-сырца в среднем на 17 %.

Выявлено, что полимерная композиция эффективнее фентиурама на 5 % по результатам урожая, что, по-видимому, определялось влиянием как поливинилпирролидона, так и Na-соли бензоилмуравьиной кислоты в составе этой композиции [31]. Полевые исследования подтверждают результаты вегетационных опытов. В вариантах с использованием семян, обработанных полимерной композицией и препаратом, увеличивалось количество симподиев, завязей и коробочек. Под влиянием Na-соли бензоилмуравьиной кислоты возрастал темп раскрытия коробочек, но они были менее крупными, чем в варианте с фентиурамом и полимерной композицией. Кроме того, полевые опыты показали, что полимерная композиция увеличивала массу 1000 семян и волокна, снижала количество незрелых семян в коробочках хлопчатника, несколько увеличивала содержание масла в семенах и количество зрелых семян в коробочках верхнего яруса куста хлопчатника.

Использование полимерного покрытия снижает осыпаемость протравителя более чем на 30 %, увеличивая тем самым его эффективность, улучшает санитарно-гигиенические условия труда в цехах протравливания, при транспортировке и севе семян, уменьшает степень загрязнения экосистемы (почва-вода-атмосфера) и дает возможность протравки семян в единой технологической цепи подготовки их к посеву [85].

Действие полимерной композиции эффективно при заболеваемости хлопчатника гоммозом, корневой гнилью и вилтом. Семена, инфицированные гоммозом и покрытые полимерной композицией, дают 80 %-ную полевую всхожесть по сравнению с 50 % контроля и 42 % семян, зараженных гоммозом, но не покрытых полимерной композицией. Анализ исследований дает основание утверждать, что полимерная композиция снижает заболеваемость хлопчатника семядольной, листовой, стеблевой и коробочковой формой гоммоза, а также корневой гнилью и вилтом. В результате, повышается густота стояния на 22-23 тыс./га, а урожай увеличивается до 6 ц/га. Есть основание полагать, что полимерную систему можно рассматривать как систему с пролонгированным выделением в почву фентиурама по диффузионному механизму [33]. Поэтапное замедление диффундирования протравителя должно способствовать постепенному подавлению патогенов почвы, что и обеспечивает снижение поражения проростков [34].

В результате применения вышеприведенных способов обработки оголенных и опушенных семян различными полимерными композициями они приобретают сыпучесть и определенную устойчивость к механическим воздействиям. Проконтролировать качество таких семян, определить повреждение кожуры и зародыша обычными методами весьма трудно, особенно если нанесен протравитель, поэтому применяют рентгенографический метод. Большинство дражированных семян, как показали рентгенографические исследования [35], имеют особенность, связанную, по-видимому, с технологией их подготовки. Полноценные, хорошо обработанные семена по сравнению с исходными недражированными почти не имеют воздушных полостей между семенной кожурой и ядром. У зрелых семян хлопчатника воздушный зазор колеблется от 0,05 до 0,2 мм. У незрелых или менее зрелых семян внутренние пустоты между ядром и кожурой значительно больше, так как объем семенной полости у них заполняется на 60-75 %. Ядра же семян, подвергшихся дражированию, как показывают рентгенограммы, плотно прилегают к внутренней поверхности семенной оболочки. Пустые и недоразвитые опушенные дражированные семена в рентгеновских лучах выявляются в основном в виде контрастных контуров, внутри которых обнаруживаются сморщенные остатки зародышей. Оболочки-покрытия не препятствуют выявлению тончайших механических повреждений как самой кожуры, так и зародыша. Нанесенные вещества на рентгенограммах в позитивном изображении выявляются в виде сероватого ореола, имеющего зернистое строение. Основная масса их сосредотачивается на микропильном конце, где больше всего остаточной опушенности. Почти у всех семян самое тонкое покрытие - 0-1,3 мм на боковых поверхностях [35].

Анализ литературных данных не позволяет говорить об уникальности какого-либо из изученных и использованных до настоящего времени полимера или полимерной композиции, т.к. это вызвано рядом обстоятельств. Во-первых, значительным арсеналом химических средств: полимеров, протравителей семян (фунгицидов, бактерицидов, акарицидов), веществ, регулирующих рост, развитие и урожайность сельхозяйственных культур. Во-вторых, отсутствием химических и биологических принципов использования физиологически активных полимеров и полимерных композиций, предназначенных для предпосевной обработки семян [29].

Таким образом, эффективность применения многофункциональных полимерных покрытий как способа предпосевной обработки семян хлопчатника обусловлена следующими причинами:
  1. Уникальными физико-химическими свойствами водорастворимых полимеров (гидрофильными, комплексообразующими, адгезионными). Гидрофильные свойства водорастворимых полимеров позволяют направленно регулировать водный обмен в различных условиях прорастания семян. Комплексообразующие свойства полимеров могут быть использованы при составлении композиции с включением в нее биологически активных веществ. При этом полимерный комплекс можно рассматривать как систему с длительным выделением в почву действующего вещества. Адгезионные свойства полимерных композиций позволяют прочно удерживать на поверхности семян различные физиологически активные соединения. При этом можно с высокой точностью дозировать фунгициды, акарициды, бактерициды, микроэлементы и регуляторы роста, развития и устойчивости растений к фитопатогенам и вредителям.
  2. Снижением осыпаемости химических веществ с поверхности семян, что приводит к улучшению санитарно-гигиенических условий труда.
  3. Снижением расхода дорогостоящих протравителей семян.
  4. Возможностью проведения точного сева, что значительно снижает расход посевного материала.
  5. Увеличением урожая хлопка-сырца.
  6. Возможностью длительного хранения капсулированных семян как надежного фонда посевного материала.
  7. Возможностью переноса сева из-за неблагоприятных погодных условий.

Обзор литературы по вопросам физиолого-биохимических основ прорастания и посевных качеств семян показывает, что разработано много физических и химических методов предпосевной обработки семян, различных способов стимулирования их прорастания, а также химических веществ для защиты семян от патогенных заболеваний и резкого понижения температуры воздуха в первые недели после сева. Проводятся исследования по капсулированию семян как способу предпосевной обработки и стимулирования прорастания и развития растений, и применению его на практике.

Очень мало исследований проведено с целью выяснения действия биологически активных соединений в составе полимерных композиций на физиолого-биохимические процессы при прорастании семян сельскохозяйственных культур, действие и последействие этих соединений на рост, развитие и урожайность растений.

Что касается хлопчатника, то все вопросы, связанные с теоретическими предпосылками использования физиологически активных веществ в составе полимерных композиций, токсикологической оценкой компонентов полимерной композиции и оценкой экономического эффекта от применения в хлопководстве полимерных систем, пока еще не отвечают всем необходимым требованиям практики, в связи с чем внедрение в хлопководстве технологии капсулирования семян сопряжено с большими трудностями.