1.3. Методы исследования
1.3.1. Методика изучения посевных качеств семян
Планирование и закладку лабораторных опытов проводили согласно «Методике полевого опыта» [7]. Исследования проводили в соответствии с «Методическими рекомендациями по проведению опытов с овощными культурами в сооружениях защищенного грунта» [5] и «Применению регуляторов роста в опытах с овощными и плодово-ягодными культурами» [11].
Для характеристики посевной годности семян разных сортов были определены следующие показатели (по ГОСТ – 12038-84):
- энергия прорастания;
- всхожесть;
- масса 1000 семян [7].
Для определения всхожести и энергии прорастания семян брали по 100 семян в трех повторностях. Проращивали чашках Петри. На дно чашки клали кусочки фильтровальной бумаги. На бумаге раскладывали семена в один слой и накрывали еще одним листом бумаге. Проращивание вели при средней температуре 20-25°С. Энергию прорастания определяли, как процент нормально проросших семян на 3-е сутки после посева. Всхожесть - отношение нормально проросших семян к общему их количеству на 7-е сутки.
Для определения массы 1000 семян взвешивали 3 пробы семян каждого сорта по 100 семян на аналитических весах и переводили полученное число на 1000 семян по формуле:
m1000 = (m100*1000)/100,
где:
m1000 – масса 1000 семян, г;
m100 – масса 100 семян, г.
1.3.2. Методика замачивания семян в растворах регуляторов роста
Опыт по изучению влияния регуляторов роста на энергию прорастания и всхожесть семян кочанной капусты лабораторный. В работе использован метод замачивания семян исследуемой культуры в растворах биологически активных соединений различной концентрации. Закладку опыта проводили в стерильные чашки Петри на фильтровальную бумагу по 100 семян в 3-х кратной повторности для каждого варианта опыта [11].
В рамках исследования была рассчитана исходная концентрация действующего вещества каждого регулятора роста. Согласно имеющимся инструкциям по применению в состав регуляторов входят следующие действующие вещества:
а) «Циркон» - 0,1 г/л гидроксикоричных кислот;
б) «Эпин-Экстра» - 0,025 г/л эпибрассинолида;
в) «Иммуноцитофит» - 0,16 г/кг этиларахидоната.
Затем методом разбавления были получены другие концентрации:
а) «Циркон» - 0,025 мг ГКК/л; 0,05 мг ГКК/л; 0,1 мг ГКК/л; 0,15 мг ГКК/л;
б) «Эпин-Экстра» - 6,25*10-3 мг ЭБ/л; 12,5*10-3 мг ЭБ/л; 25*10-3 мг ГКК/л; 37,5*10-3 мг ГКК/л;
в) «Иммуноцитофит» - 1 мг ЭА/л; 3 мг ЭА/л; 5 мг ЭА/л; 10 мг ЭА/л.
В качестве контроля использовали замачивание семян в дистиллированной воде. Замачивание семян в регуляторах роста и воде проводили в течение 6 часов экспозиции.
Результаты опыта учитывали дважды: на 3-и сутки – энергия прорастания и на 7-е сутки – всхожесть семян.
1.3.3. Методика обработки семян токсичными концентрациями
соли меди
С целью выяснения роли регуляторов роста в формировании устойчивости кочанной капусты к медному загрязнению был заложен опыт одновременного воздействия регулятора роста и раствора соли меди. В работе использовали 2%-ную концентрацию уксуснокислой соли меди (Cu(CH3COO)2), соответствующую 0,1 М концентрации ионов меди Cu2+.
Лабораторный опыт проводили в чашках Петри. Первоначально три партии семян каждого сорта по 100 штук замачивали в тех концентрациях регуляторов роста, которые вызвали максимальное увеличение энергии прорастания и всхожести семян соответственно каждому сорту [18]. Эти концентрации были выяснены по результатам первой части эксперимента и указаны в приложении 6.
По прошествии 3-х суток определяли энергию прорастания, на 7-е сутки – всхожесть согласно ГОСТ – 12038-84.
Каждый опыт проводился в трех биологических и трех аналитических повторностях. Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью статистической программы SigmaStat 3.1 и статистического пакета Microsoft Office Excel 2003. Все полученные данные являются нормально распределенными с достоверностью 95%. Далее в таблицах и на рисунках представлены средние арифметические значения определяемых величин [12].
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Посевные качества семян кочанной капусты
Семена, их качество – это важнейший фактор, определяющий величину урожая. Семя – носитель биологических и хозяйственных признаков будущего урожая. Для посева необходимо использовать высококачественные семена районированных и перспективных сортов – это важный фактор, определяющий величину урожая. Одним из главных показателей, влияющих на качество семян, является уровень технологии их выращивания. Чем выше культура земледелия, агротехнический фон, тем выше урожай и лучше качество семян. Одной из причин снижения посевных качеств и урожайных свойств семян является их травмирование в процессе обмолота и сортирования. Наиболее опасно повреждение зародыша и оболочек над ним [2].
Семена каждого районированного сорта могут дать высокий урожай только в том случае, если они обладают хорошими посевными качествами и соответствуют требованиям Государственного стандарта на посевные качества семян. То есть они должны соответствовать установленным нормам и кондициям. Не зря существует пословица, что от плохого семени не жди хорошего племени.
Совокупность свойств семян, характеризующих их пригодность для посева и хранения, носит название посевные качества семян. Основные показатели: энергия прорастания, всхожесть, жизнеспособность, масса 1000 семян, чистота, влажность, посевная годность и др. [5].
В рамках нашего исследования были изучены следующие посевные качества семян 6 сортов кочанной капусты (4 сорта белокочанных и 2 краснокочанных сортов): энергия прорастания, всхожесть и масса 1000 семян (приложение П.1.2).
Энергия прорастания характеризует жизнеспособность семян, от нее зависит быстрота их прорастания. Семена с высокой энергией прорастания дают самые ранние и дружные всходы. Анализ данные таблицы показал, что максимальной энергией прорастания характеризуется сорт краснокочанной капусты «Топаз», минимальной – краснокочанная капуста сорта «Каменная головка 447». Энергия прорастания семян остальных сортов находится в пределах 55-75%.
Всхожесть - способность семян образовывать нормально развитые проростки. Исследование показало, что максимальной всхожестью характеризуются семена белокочанного сорта «Зимовка» и краснокочанного сорта «Топаз» и достигает значения 100%. Семена сорта «Каменная головка 447», как было показано выше характеризуются минимальной энергией прорастания, но всхожесть их достигает 92%, что свидетельствует о том, что для данного сорта характерен более длительный период выхода из состояния покоя.
Следующий важнейший показатель посевной годности семян – масса 1000 семян, характеризующий крупность семян. Крупные зерна содержат больше питательных веществ, что обеспечивает более быстрое развитие растений в первые фазы роста и в итоге более высокий урожай. Данный факт согласуется с данными полученными по анализу энергии прорастания семян. В частности, семена сортов «Топаз» и «Зимовка», характеризующиеся максимальной энергией прорастания (90% и 75% соответственно) обладают максимальной массой 1000 семян, превышающей таковую у остальных сортов на 3-18%. Кроме того, проведенный корреляционный анализ показал, высокую степень взаимосвязи между энергией прорастания и массой 1000 семян – коэффициент корреляции (r) «энергия прорастания – масса 1000 семян» равен 0,92.
Таким образом, проведенное изучение посевных качеств семян кочанной капусты показало, что данные показатели зависят от сортовой принадлежности семян и, соответственно, различиями в протекающих метаболических реакциях. Данные полученные для разных сортов кочанной капусты свидетельствуют в пользу того, что для получения высоких урожаев не целесообразным является использование универсальных агротехнических приемов возделывания данной овощной культуры, в частности применение росторегулирующих и ростостимулирующих биопрепаратов. Универсальные рекомендации по применению таких препаратов, основанные на знании лишь общевидовых особенностей той или иной овощной культуры, требуют пересмотра и выяснения влияния каждого из них на конкретный сортообразец.
2.2. Влияние регуляторов роста на посевные качества семян
кочанной капусты
2.2.1. Влияние регулятора роста «Циркон» на посевные качества семян кочанной капусты
В состав препарата «Циркон» входит действующее вещество гидроксикоричная кислота (ГКК), относящаяся к классу природных фенольных соединений, оказывающих активирующие действие на рост растений [13]. Согласно имеющимся в литературе данным, фенольные соединения, входящие в состав «Циркон», проявляют свойства стрессовых метаболитов и участвуют в адаптации растений к неблагоприятным условиям среды [9].
Проведенное исследование действия регулятора роста на семена кочанной капусты показало, что данный регулятор оказывает неоднозначное влияние на энергию их прорастания (приложение П.2.1). Согласно приведенному в рекомендациях по применению регулятора роста «Циркон» концентрация действующего вещества (ГКК) равна 0,05 мг ГКК/л. При этом проведенное исследование показало, что данная концентрация не является адекватной для всех изученных сортов кочанной капусты.
Для сортов «Подарок», «Зимовка» и «Каменная головка 447» максимальное увеличение энергии прорастания семян происходит при концентрации гидроксикоричных кислот 0,025 мг/л на 30%, 10% и 58% соответственно по сравнению с контролем. Увеличение энергии прорастания семян сортов «Колобок F1» происходило при всех концентрациях регулятора, отличных от контрольной (0 мг ГКК/л). Однако, наиболее эффективным является применение препарата «Циркон» в концентрации 0,15 мг ГКК/л (увеличение энергии прорастания на 20%). Для сорта «Белорусская 445» энергия прорастания семян увеличивалась при концентрациях ГКК 0,05, 0,1 и 0,15 мг/л на 20-40% по сравнению с контролем. При этом максимальный эффект наблюдался при концентрации действующего вещества 0,15 мг ГКК/л (40% по сравнению с контролем).
Проведенное исследование позволило выявить сорт, влияние на энергию прорастания семян которого, оказалось чрезвычайно интересным. Так, влияние различных концентраций ГКК, входящих в состав регулятора роста «Циркон», показало, что их применение нецелесообразно, т.к. во всех случаях происходило ингибирование изучаемого показателя посевной годности семян сорта «Топаз» на 30-56% по сравнению с контролем.
Таким образом, исследование влияния регулятора роста «Циркон» на энергию прорастания семян сортов кочанной капусты показало, что рекомендуемые концентрации во многих случаях не вызывали максимального увеличения этого показателя по сравнению с контролем. Однако, при этом при рекомендуемой концентрации для овощных культур (0,05 мг ГКК/л), происходит относительное выравнивание энергии прорастания семян различных сортов кочанной капусты до значения 60-74%.
Влияние регулятора роста «Циркон» на всхожесть семян сортов кочанной капусты также не позволило выявить однозначной реакции (приложение П.2.2). Для сортов «Белорусская 445» и «Колобок F1» происходило увеличение всхожести семян при всех изученных концентрациях регулятора на 8-32%. При этом концентрация 0,1 мг ГКК/л позволила увеличить всхожесть до 100%, что выше контрольного значения на 32%. Всхожесть семян сорта «Колобок F1» при концентрации регулятора 0,025 мг ГКК/л увеличивалась на 21%.
Всхожесть семян белокочанной капусты сорта «Подарок» выравнивалась при концентрациях 0,025-0,1 мг ГКК/л и достигла значения 68%, что, однако, ниже контрольного значения на 10-25%. Концентрация гидроксикоричных кислот 0,15 мг/л также не позволила увеличить всхожесть семян, которая достигла уровня контрольного значения (80%). Влияние всех изучаемых концентраций регулятора роста «Циркон» не только не интенсифицировало всхожесть семян сортов «Зимовка» и «Топаз», но и даже ее ингибировало на 10-32%. При том максимальное ингибирование этого показателя наблюдалось при концентрации гидроксикоричных кислот 0,05 мг/л.
Концентрация ГКК в пределах 0,025-0,05 мг/л вызывала интенсификацию всхожести семян сорта «Каменная головка 447» на 23-28%. При этом концентрация ГКК 0,05 мг/л приводила к увеличению всхожести до 100%. Остальные концентрации (0,1-0,15 мг ГКК/л) вызывали ингибирование всхожести на 35-65%.
Таким образом, проведенное исследование влияния различных концентраций регулятора роста «Циркон» на посевные качества семян сортов кочанной капусты показало, что оно не является однозначным и зависит не только от сортовой принадлежности семян, но и от концентрации действующего вещества (гидроксикоричных кислот).
2.2.2. Влияние регулятора роста «Эпин-Экстра» на посевные качества семян кочанной капусты
«Эпин-Экстра» - синтетический брассиностероид, аналог природного фитогормона [4]. Препарат обладает свойствами природного эпибрассинолида (ЭБ), повышает урожайность культур в стрессовых ситуациях и устойчивость к болезням.
Эпибрассинолид регулирует поступление ионов в растительную клетку, что сказывается на снижении накопления тяжелых металлов и радионуклидов при выращивании сельскохозяйственных культур в зонах загрязнения. «Эпин-Экстра» повышает устойчивость растений к фитопатогенам и вирусной инфекции, что дает возможность использовать их в качестве средства снижения пестицидной нагрузки или даже как безопасную альтернативу химическим пестицидам [15].
Проведенное исследование действия регулятора роста на семена кочанной капусты показало, что данный регулятор также, как в случае регулятора «Циркон», оказывает неоднозначное влияние на энергию их прорастания (приложение П.3.1). Согласно приведенному в рекомендациях по применению регулятора роста «Эпин-Экстра» наиболее целесообразной концентрацией действующего вещества (ЭБ) является 12,5*10-3 мг ЭБ/л. При этом проведенное исследование показало, что данная концентрация не является адекватной для всех изученных сортов кочанной капусты.
Лишь для одного сорта было обнаружено активирующее действие на энергию прорастания всех концентраций действующего вещества. Концентрации эпибрассинолида 6,25*10-3-37,5*10-3 мг/л вызывали увеличение энергии прорастания семян краснокочанного сорта «Каменная головка 447» на 20-50% по сравнению с контролем. Напротив, для семян белокочанной капусты сорта «Колобок F1» и краснокочанной сорта «Топаз» происходило снижение энергии прорастания при всех исследованных концентрациях регулятора «Эпин-Экстра» на 22-78%. При этом максимальное снижение значения этого показателя посевной годности семян происходило при концентрации эпибрассинолида 12,5*10-3 мг/л.
Энергия прорастания семян остальных сортов при обработке «Эпин-Экстра» менялась не однозначно в зависимости от концентрации действующего вещества (эпибрассинолида). В частности, энергия прорастания семян белокочанного сорта «Белорусская 445» уменьшалась при обработке 12,5*10-3-37,5*10-3 мг ЭБ/л на 10-18%, но возрастала на 13% при концентрации эпибрассинолида, равной 6,25*10-3 мг/л. Подобную реакцию также проявлял сорт белокочанной капусты «Подарок». При обработке семян данного сорта рекомендуемыми концентрациями регулятора «Эпин-Экстра», соответствующими 6,25*10-3-12,5*10-3 мг ЭБ/л, происходило снижение энергии прорастания на 20-42%, но увеличение данного показателя качества семян на 20-30% при концентрации эпибрассинолида, равного 37,5*10-3 мг/л. Энергия прорастания семян белокочанной капусты сорта «Зимовка» значительно снижалась (на 73%) при обработке семян 37,5*10-3 мг ЭБ/л раствором регулятора.
Влияние регулятора роста «Эпин-Экстра» на всхожесть семян сортов кочанной капусты также не позволило выявить однозначной реакции (приложение П.3.2). Для сортов «Зимовка», «Топаз» и «Каменная головка 447» применение этого препарата вызывало ингибирование всхожести семян на 25-70%. При этом в контрольных вариантах опытов была получена 100%-ная всхожесть для сортов «Зимовка» и «Топаз». Длительная экспозиция семян сорта «Каменная головка 447» в среде, содержащей эпибрассинолид, приводила к снижению интенсивности роста и развития этого сорта. Данный факт подтверждается тем, что энергия прорастания в среде препарата «Эпин-Экстра» увеличивалась при всех концентрациях действующего вещества, а всхожесть в дальнейшем в контрольном варианте превосходил данный показатель в других вариантах опытов.
100%-ная всхожесть была также получена при обработке семян сортов белокочанной капусты «Подарок» и «Белорусская 445» препаратом «Эпин-Экстра» в концентрации 6,25*10-3 мг ЭБ/л, а для сорта «Колобок F1» - 25,0*10-3 мг ЭБ/л.
В целом необходимо отметить, что применение различных концентраций препарата «Эпин-Экстра» вызывало широкий спектр изменение посевных качеств семян (энергия прорастания, всхожесть). Таким образом, по сравнению с регулятором «Циркон» (при рекомендуемой производителем концентрации происходит выравнивание энергии и всхожести для различных сортов) данный регулятор в рекомендуемой производителем концентрации не является целесообразным к применению для улучшения посевных качеств семян кочанной капусты. |
