Агрохимия, 2019, № 6, стр. 14-17
РАЗРАБОТКА НОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Л. В. Дядюченко 1, *, В. В. Тараненко 1, В. Д. Стрелков 2, М. С. Соколов 3
1 Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений
350039 Краснодар 39, Россия
2 Кубанский государственный университет
350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149, Россия
3 Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии
143050 Московская обл., Одинцовский р-н, р.п. Большие Вяземы, ул. Институт, влад. 5, Россия
* E-mail: ludm.dyadiuchenko@yandex.ru
Поступила в редакцию 02.07.2018
После доработки 10.10.2018
Принята к публикации 11.03.2019
Аннотация
Осуществлен синтез и скрининг регуляторов роста озимой пшеницы в ряду замещенных пиридилгидразонов. Найдено соединение 4-метил-2-хлор-6-{[1-этил-2-(4-нитробензилиден)]-гидразино}-никотинонитрил, обладающее высокой ростстимулирующей активностью. По данным трехлетних полевых испытаний вещество оказывает положительное влияние на формирование структуры урожая, обеспечивает существенную прибавку урожая и улучшает качество зерна озимой пшеницы.
ВВЕДЕНИЕ
Озимая пшеница во всем мире, в том числе и в России, является объектом инновационных технологий, что определяется ее высокой экономической эффективностью. Краснодарский край – один из основных производителей зерна озимой пшеницы в Российской Федерации. В структуре севооборотов она занимает до 40%, а в северной зоне – от 40 до 50%. В последние годы отмечен повышенный спрос международного и внутреннего рынка на качественное зерно. В связи с этим весьма важным является поиск путей и способов повышения урожайности озимой пшеницы и качества ее зерна. Одним их таких приемов является применение в технологии выращивания культуры регуляторов роста. Последние применяют в растениеводстве как средство управления основными физиолого-биохимическими процессами с целью увеличения урожая, улучшения его качества, облегчения ухода при выращивании растений и сокращения потерь зерна при уборке и хранении [1].
На рынке средств защиты растений регуляторы роста представлены различными классами химических соединений, однако доля отечественных препаратов весьма немногочисленна. Следовательно, разработка новых стимуляторов роста является задачей актуальной и своевременной.
Цель работы – поиск регуляторов роста озимой пшеницы в классе замещенных пиридилгидразонов. Ранее были найдены вещества с высокой антидотной активностью по отношению к гормональным гербицидам на растениях подсолнечника [2–4], иммуномодулирующей активностью для растений сахарной свеклы [5, 6].
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Для поиска регуляторов роста была синтезирована серия замещенных пиридилгидразонов общей формулы I:
где R = Н, метил, этил; R1 = алкил, алкенил, арил, гетерил. Методики синтеза представлены в работе [7].Первичную оценку рострегулирующей активности новых соединений осуществляли в лабораторном опыте по стандартной методике [8]. Отобранные в лабораторном опыте соединения изучали в условиях полевого опыта.
Полевые опыты проводили с 2014 по 2017 гг. на экспериментальном поле ВНИБЗР в системе стационарного севооборота (Центральная зона Краснодарского края). Почва – чернозем выщелоченный, обыкновенный, малогумусный, характеризовался следующими показателями: содержание гумуса в пахотном слое – от 2.9 до 3.2%, верхний слой – с нейтральной и слабокислой реакцией (рН$_{{{{{\text{H}}}_{{\text{2}}}}{\text{O}}}}$ 6.7–7.0), объемная масса – 1.23–1.35 г/см3, порозность – 52.0–54.0%.
Климат зоны – умеренно-континентальный, умеренно-влажный и теплый. Среднегодовая температура воздуха составляет 10.0–10.8°С, среднегодовое количество осадков – 600–645 мм, распределение их по месяцам неравномерное, коэффициент увлажнения – 0.25–0.40.
По данным метеопоста ВНИИБЗР, суммарное количество осадков за период от посева до созревания озимой пшеницы (октябрь–июль) составило в 2014/2015 г. 555, в 2015/2016 г. – 527, 2016/2017 г. – 564 мм, при среднемноголетней норме 549 мм. В целом погодные условия в годы проведения исследования были благоприятными для роста и развития растений озимой пшеницы.
В опыте использовали озимую пшеницу сорта Калым, предшественник – озимая пшеница. Вегетирующие растения обрабатывали водным раствором испытуемых веществ дважды: в фазе кущения (доза 30 г/га) и в фазе флагового листа (доза 30 г/га). Опрыскивание проводили с помощью опрыскивателя ОЭМП-16. В качестве эталона сравнения использовали препарат альбит, который применяли в те же сроки и в тех же дозах. Расположение делянок рендомизированное. Учетная площадь делянки – 5.6 м2, повторность опыта четырехкратная. Уход за посевами включал: обработку гербицидом прима, СЭ (0.6 л/га, конец фазы кущения) и инсектицидом каратэ Зеон, МКС (0.2 л/га, фаза колошения). Удобрения не вносили. Уборку проводили малогабаритным комбайном “Hege-125”.
Качественные показатели зерна определяли на инфракрасном спектрофотометре “Инфрапид 61”.
Полученные данные обработаны методом дисперсионного анализа [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По результатам лабораторного скрининга из группы синтезированных соединений для полевых испытаний было отобрано наиболее активное соединение – 4-метил-2-хлор-6-{[1-этил-2-(4-нитробензилиден)]-гидразино}-никотинонит-рил (соединение 1):
По результатам полевых испытаний применение соединения 1 увеличивало количество продуктивных стеблей в среднем на 6–8% относительно контроля. Посевы, обработанные соединением 1 и эталоном альбит, отличались более интенсивной зеленой окраской, высота растений превышала контроль на 3–5 см. Увеличивалась длина колоса, т.к. линейный рост повлиял на количество колосков в колосе и зерен в них, а также на массу 1000 зерен (табл. 1).
Таблица 1.
Вариант (доза, г/га) | Длина колоса, мм | Количество колосков в колосе | Количество зерен в колосе | Масса зерна в колосе | Масса 1000 семян |
---|---|---|---|---|---|
шт. | г | ||||
2015 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 90.0 | 24.1 | 33.0 | 1.40 | 41.7 |
Контроль без обработки | 87.5 | 21.0 | 25.2 | 1.10 | 39.0 |
НСР05 | 3.7 | 2.2 | 2.3 | 0.09 | 2.6 |
2016 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 79.1 | 23.5 | 28.2 | 1.22 | 42.0 |
Соединение 1 (20 + 20) | 76.3 | 21.8 | 29.5 | 1.04 | 40.0 |
Соединение 1 (10 + 10) | 70.0 | 20.4 | 27.0 | 0.99 | 39.3 |
Контроль без обработки | 68.2 | 19.3 | 22.3 | 0.85 | 40.1 |
НСР05 | 4.0 | 2.9 | 2.7 | 0.07 | 2.6 |
2017 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 92.4 | 26.5 | 36.1 | 1.7 | 47.0 |
Контроль без обработки | 89.0 | 23.0 | 32.4 | 1.4 | 40.0 |
НСР05 | 4.2 | 2.1 | 2.2 | 0.1 | 2.4 |
Урожайность озимой пшеницы в опыте существенно варьировала. Значительное влияние на этот показатель оказали погодные условия. Самая низкая урожайность отмечена в засушливый 2016 г., самая высокая – в более благоприятном по погодным условиям 2017 г. (табл. 2).
Таблица 2.
Вариант (норма расхода, г/га) | Урожайность зерна, ц/га | Прибавка к контролю | Содержание в зерне, % | ||
---|---|---|---|---|---|
ц/га | % | белка | клейковины | ||
2015 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 56.8 | 6.2 | 12.3 | 17.4 | 32.0 |
Альбит (30 + 30) | 53.0 | 2.4 | 4.7 | 16.9 | 30.4 |
Контроль без обработки | 50.6 | – | – | 15.1 | 28.4 |
НСР05 | 2.9 | 0.9 | – | 0.5 | 2.2 |
2016 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 52.0 | 4.7 | 10.0 | 15.6 | 33.3 |
Соединение 1 (20 + 20) | 49.6 | 2.3 | 4.8 | 14.3 | 31.7 |
Соединение 1 (10 + 10) | 48.3 | 1.0 | 2.1 | 14.9 | 31.5 |
Альбит (30 + 30) | 50.3 | 3.0 | 6.3 | 14.8 | 31.0 |
Контроль без обработки | 47.3 | – | – | 14.3 | 29.7 |
НСР05 | 2.3 | 0.1 | – | 0.6 | 3.1 |
2017 г. | |||||
Соединение 1 (30 + 30) | 56.9 | 4.8 | 9.2 | 16.0 | 34.0 |
Альбит (30 + 30) | 55.5 | 3.4 | 6.5 | 15.8 | 32.2 |
Контроль без обработки | 52.1 | – | – | 14.6 | 29.1 |
НСР05 | 2.7 | – | – | 0.5 | 3.2 |
Трехлетние данные опытов показали, что применение соединения 1 обеспечило прибавку урожайности озимой пшеницы 3.7–4.2 ц/га по сравнению с контролем, что составило 9.5–11.0%. Эталон (препарат альбит) во всех опытах несколько уступал испытанному рострегулятору. Что касается оптимальной дозы применения нового препарата, то лучшие результаты получены при использовании его в дозе 30 г/га, при уменьшении нормы применения до 20 и 10 г/га эффективность соединения 1 заметно снижалась.
Качественные показатели зерна при применении нового препарата превосходили контрольный вариант. Например, содержание белка повысилось на 1.3–1.6, содержание клейковины – на 3.6–4.9%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, применение синтезированного 4-метил-2-хлор-6-{[1-этил-2-(4-нитробензилиден)]-гидразино}-никотинонитрила (соединение 1) на вегетирующих растениях озимой пшеницы положительно влияло на формирование элементов структуры урожая, урожайность и качество зерна озимой пшеницы. В связи с этим целесообразно рассматривать этот препарат в качестве перспективного действующего вещества для создания нового отечественного регулятора роста озимой пшеницы. Планируется проведение дальнейших исследований на других культурах и сортах озимой пшеницы Краснодарской селекции.
Список литературы
Захарычев В.В. Гербициды и регуляторы роста растений. М.: РХТУ им. Менделеева, 2007. 204 с.
Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В., Дмитриева И.Г. Синтез новых гербицидных антидотов для подсолнечника. Краснодар: Просвещение-Юг, 2014. 96 с.
Дядюченко Л.В., Дмитриева И.Г., Назаренко Д.Ю., Стрелков В.Д. Антидотная и рострегулирующая активность N1-арил-N2-(замещенных никотинонитрил)гидразонов // Агрохимия. 2014. № 7. С. 33–37.
Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В., Дмитриева И.Г., Исакова Л.И. Синтез и скрининг гербицидных антидотов на подсолнечнике // Международ. научн.-практ. конф. “Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем”. Краснодар, 2010. С. 503–516.
Дядюченко Л.В., Назаренко Д.Ю., Тосунов Я.К., Ткач Л.Н. Скрининг индукторов устойчивости сахарной свеклы по отношению к гербициду карибу Экстра в ряду производных пиридилгидразонов // Наука Кубани. 2017. № 2. С. 26–33.
Дядюченко Л.В., Назаренко Д.Ю., Ткач Л.Н., Тосунов Я.К., Дмитриева И.Г. Поиск новых иммуномодуляторов сахарной свеклы в ряду производных пиридилгидразонов // Политемат. электр. научн. журн. КубГАУ. 2016. № 122(08). С. 461–470.
Пат. РФ, № 2623115. Способ повышения урожайности озимой пшеницы. Дядюченко Л.В., Балахов А.А., Назаренко Д.Ю., Морозовский В.В., Ткач Л.Н. Заявл. 29.03.2016. Опубл. 22.06.2017.
ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Введ. 19.12.1984. М: Изд-во стандартов, 1985. 57 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Колос, 1979. 4-е изд., доп. 416 с.
Дополнительные материалы отсутствуют.