Перспективы применения кремнийорганических регуляторов роста как нового класса регуляторных веществ

Исследовали влияние силатранов на рост и продуктивность овса посевного. Показано, что обработка биоматериала приводила к нарастанию биомассы за счет интенсивного развития листьев. Использование соединений кремния может приводить к увеличению биологической продуктивности при снижении зерновой за счет удлинения вегетационного периода и замедления оттока питательных веществ в генеративные органы. У обработанных растений было отмечено снижение инфицированности тлей. Было выявлено, что хлорэтилпроизводные при опрыскивании растений показали больший ростстимулирующий эффект по сравнению с хлорметилпроизводными. Высокую эффективность проявили композитные регуляторы роста.

Цель работы - оценка перспектив использования силатранов как регуляторов роста для повышения продуктивности растений.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
• Рассмотреть разнообразие соединений кремния, проанализировать биологическое действие силатранов;
• Исследовать влияние силатранов разной химической природы на морфологические показатели и структуру урожая растений;
• Оценить перспективы использования кремнийорганических регуляторов роста в практике растениеводства.

В настоящее время поиск малотоксичных регуляторов роста, а также адаптогенов особенно актуален в связи с экологической обстановкой. Особый интерес для растениеводства представляют собой циклические кремнийоранические эфиры триэтаноламина – силатраны. Было установлено, что силатраны стимулируют адаптивные реакции,  рост и развитие растений, животных и микроорганизмов. Кремний является биофильным элементом, участвующим в ряде физиологических и биохимических процессов, метаболизме фосфора и липидов, регуляции процессов старения. Поэтому несомненный практический интерес представляет научное обоснование высокоэффективных приемов использования кремния для повышения урожая сельскохозяйственных культур и его качества.

В качестве объекта исследования использовали Avena sativa L. сорт Фухс, районированный в Вологодской области.

Эксперимент проводился  в 2014-2015 г.г. Растения выращивали в условиях полевого мелкоделяночного опыта. Площадь делянки составляла 2 м². Посев семян проводили согласно общепринятой методике.

Исследовали действие препаратов, содержащих органические соединения кремния:«Крезацин», «Энергия» и «Мивал» (100,0 мг/л), «Черказ-1» (7,5 и 75 мг/л), «Черказ-2» (7,5 и 75 мг/л), «Черказ-4», «Черказ-9» и «Черказ-11»(0,5 и 2 мл/л)

 Данные регуляторы роста использовали для предпосевной обработки семян и опрыскивания растений в фазу кущения. Контрольные растения обрабатывали водой и «Крезацином». Замачивание зерновок осуществляли в течение 2-х часов, затем промывали водой и подсушивали перед посевом.Для оценки влияния исследуемых препаратов проводили измерения морфометрических показателей на стадии кущения, выхода в трубку, цветения и уборки урожая.В процессе исследования определяли следующие показатели: высоту растений, длину и диаметр стеблей, длину, ширину и площадь листовой пластинки, количество листьев, количество колосков, количество зерен, количество побегов кущения (общая кустистость), количество продуктивных побегов (продуктивная кустистость), сухую и сырую массу растения, массу зерна с растения и массу 1000 зерен, коэффициент хозяйственного использования.

После предпосевной обработки семян силатранами наблюдалось увеличение  морфометрических  показателей  на  11-16%  вне  зависимости  от  природы действующего вещества. Обработка биоматериала кремнийорганическими соединениями приводила к нарастанию биомассы за счет интенсивного развития листьев преимущественно главного побега. Наибольшей эффективностью на стадии кущения, выхода в трубку и цветения отличался препарат «Черказ-4» при замачивании семян  (2 мл/л) и опрыскивании растений (0,5 мл/л). На зерновую продуктивность наибольший стимулирующий эффект оказали препараты «Энергия» и «Черказ-1» при замачивании зерна и препараты «Черказ-2» и «Черказ-11» в низких концентрациях при опрыскивании растений в фазу кущения. Важно отметить, что при опрыскивании реакция растений практически не зависела  от  концентрации  раствора,  тогда  как  при  предпосевной  обработке наибольший  эффект  был  получен  при  использовании  менее  концентрированных растворов. 

      Сравнение способов обработки показало, что в обоих случаях наблюдается  увеличение  биологической  продуктивности,  что  проявляется  в  приросте биомассы,  усилении  процессов  кущения.  Данная  закономерность  в  большей  степени проявилась при опрыскивании растений. При этом значительное увеличение биологической продуктивности привело к снижению урожайности. 

Использование соединений кремния при выращивании растений может приводить к увеличению биологической продуктивности при снижении зерновой продуктивности. Это можно объяснить удлинением вегетационного периода, вследствие чего замедляется отток питательных веществ в генеративные органы. В большей степени обработка растений силатранами вызывает прирост биомассы, что необходимо для зернофуражных целей в сельском хозяйстве. Также было отмечено снижение у обработанных растений инфицированности тлей.

При сравнении химической природы силатранов было выявлено, что хлорэтилпроизводные при опрыскивании растений показали больший ростстимулирующий эффект по сравнению с хлорметилпроизводными. Кроме того, большую эффективность проявили композитные регуляторы роста.

Спектр полезного биологического действия некоторых силатранов, отсутствие  у  них  в  широком  диапазоне  концентраций  и  доз  токсического  эффекта на  живые  организмы  и  при  этом  легкая  биодеградация  в  воде,  почве  и  организмах  растений  и  животных  позволяют  рекомендовать  их  как  экологически безвредные средства защиты растений.  

1. Бахтенко, Е. Ю. Регуляция роста и развития растений / Е. Ю. Бахтенко, П.Б. Курапов. – Вологда: ВГПУ, 2014. – 192 с.
2. Воронков М.Г. Силатраны в медицине и сельском хозяйстве / М. Г. Воронков, В. П. Барышок. - Новосибирск: СО РАН, 2005. – С.4-6.
3. Дьяков В. М. Регуляторы роста растений / В. М. Дьяков, Ю. С. Корзинников, В. В. Матыченков. - Москва: Агропромиздат, 1990. – 185 с.
4. Козлов Ю. В. Использование соединений кремния при выращивании зерновых культур / Ю. В. Козлов, Н. Е. Самсонова // Плодородие, 2009. – № 6. – С. 20-21.
5. Сластя И. В. Влияние кремния на рост растений и баланс эндогенных фитогормонов ярового ячменя / И. В. Сластя, В. Н. Ложникова // Агрохимия, 2010. – № 3. – С. 34-39
6. Якута О.Н. Применение регулятора роста «Экосил» при позделывании проса посевного / О.Н. Якута // Вестник БарГУ, 2014. - № 2. - С. 96-101.

Si is biofilam element involved in several physiological and biochemical processes. Si is involved in the metabolism of phosphorus and lipid metabolism, and in maintaining its balance with calcium, which is closely linked to the aging process. In this regard, experiments were conducted on the effect of silatranes on the growth and production of oat (Avena sativa L.). After pre-treatment of seeds with silatrane, an increase in morphometric parameters in 11-16%, regardless of the nature of the active substance. However, after spraying plants in the tillering stage showed differences in the action of biopreparations. It is important that when spraying the plant response is almost independent from the concentration of the solution, whereas the pre-sowing treatment, the greatest effect was obtained when using less concentrated solutions. Spectrum of beneficial biological actions of some silatranes lack in a wide range of concentrations and doses, toxic effects on living organisms and easy biodegradation in water, soil and organisms of plants and animals allow to recommend them as environmentally friendly plant protection products.