УДК 581.133.8

ЭКСПРЕСС-ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ УСТОЙЧИВЫХ СОРТОВ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ К ВНЕКОРНЕВОЙ ОБРАБОТКЕ

Гуляева А.Б.1, Богдан М.М.1
1Институт физиологии растений и генетики НАН Украины

Аннотация
Установлено, что некорневая обработка жидкими азотными удобрениями приводит к увеличению выхода электролитов из высечек листьев озимой пшеницы сортов Подолянка и Смуглянка, а так же снижению оптической плотности экстрактов высечек, что является свидетельством повышения устойчивости растительной ткани вследствие листовой обработки. Предложено использовать изменение электропроводности и оптической плотности вытяжек листьев как метода экспресс-определения реакции культурных растений на внесение удобрений.

Ключевые слова: внекорневая обработка, жидкие азотные удобрения, некорневая обработка, озимая пшеница, оптическая плотность растворов., электропроводность


EXPRESS DETERMINATION OF THE SENSITIVITY OF RESISTANT VARIETIES OF WINTER WHEAT PLANTS TO FOLIAR TREATMENT

Gulyaeva A.B.1, Bogdan M.M.1
1Institute of Plant Physiology and Genetics of National Academy of Sciences of Ukraine

Abstract
It is founded that foliar treatment with liquid nitrogen fertilizer increases the yield of electrolytes from the leaf cut of winter wheat varieties Podolyanka and Smuglyanka, as well as a decrease in the optical density of the extracts vysechek, which is a testament to enhance the stability of plant tissue due to sheet processing. We propose to use the change in the electrical and optical density of the extracts of leaves as a method of express determination of response of crops to fertilizers.

Keywords: Triticum aestivum L.


Рубрика: 03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Гуляева А.Б., Богдан М.М. Экспресс-определение чувствительности устойчивых сортов растений озимой пшеницы к внекорневой обработке // Современные научные исследования и инновации. 2012. № 8 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/08/16417 (дата обращения: 05.06.2017).

Озимая пшеница является азотофилом и для обеспечения максимальной продуктивности нуждается в оптимальном азотном питании, которое вносят неоднократно, небольшими дозами. Жидкие удобрения, содержащие три формы азота – аммонийную, нитратную и амидную, считаются особенно эффективными. Нитратная форма азота (NO3-) даёт немедленный эффект, обладает легкой подвижностью в почве, а поэтому при избытке влаги легко вымывается. Азот в аммонийной форме (NH4+)- доступен растениям, но имеет более продолжительный эффект в результате  адсорбции на почвенных частицах. Затем понемногу освобождается и усваивается растениями. Амидная – (NH2-)- недоступна растениям через корневое питание, это лучшая форма для внекорневого питания (листового). В результате деятельности почвенных микроорганизмов быстро превращается в почве сначала в аммонийную, а затем и нитратную форму [4, 5].

Использование смеси водных растворов аммиачной селитры и карбамида (в соотношении 35,4 % карбамида, 44,3 % селитры, 19,4 % воды, 0,5 % аммиачной воды (КАС)), является очень хорошей листовой подкормкой для растений пшеницы, поскольку содержит азот в этих трёх формах. Благодаря такому составу применение данной формы жидкого азотного удобрения обеспечивает пролонгированное питание растений азотом при котором одновременно происходит и корневая и внекорневая подкормка. Сочетание листовой подкормки жидкими формами азотных удобрений с другими макро- или микроэлементами и (или) средствами защиты растений так же даёт хороший эффект [5]. Поэтому целью нашей работы была оценка влияния листовой подкормки жидким азотным удобрением КАС в сочетании с другими макроэлементами устойчивость сортов растений озимой пшеницы к внекорневой обработке жидкими азотными удобрениями, в частности КАС, а так же разработка методов экспресс-оценки влияния удобрений и их композиций на устойчивость культурных растений.

Методика. Растения озимой пшеницы сортов Смуглянка и Подолянка выращивали в полевых условиях. Для определения влияния жидкого удобрения КАС на электропроводность использовали кондуктометр EZDO EC 5061 (электропроводность раствора 0,01 N KCl (t=200C) ЕС = 1,3мкСм/см). Единицей удельной электропроводности, является Сименс/см или мкСименс/см.

Из образцов листовой пластинки флагового листка озимой пшеницы сортов Смуглянка и Подолянка (фаза цветения) взято по 5 высечек d=5 мм.

Высечки листовых пластинок были погружены на 1 и 3 часа в питательные растворы (объёмом 10 мл) по следующей схеме:1 – Контроль (бидистиллят); 2 – КАС (без разведения (содержит 32 % N)); 3 – КАС  + MgSO4*7H2O; (КАС без разведения (содержит 32 % N) + 3 % Mg); КАС + Ca(NO3)2 (без разведения (содержит 32 % N) + 3 % Ca). Через 1 и 3 часа после помещения в исследуемые растворы, высечки были поочередно отмыты сначала в дистилляте, а затем бидистилляте (в течение 15 минут). После этого, отмытые высечки опускались в стаканчики, объемом 10 мл бидистиллята и с помощью кондуктометра EZDO EC 5061 измерялся выход электролитов через каждые 30 минут в течение 2,5 часов. После окончания кондуктометрического измерения проводимости в растворах измеряли показатели оптической плотности при длинах волн: 280 нм, 254 нм, 260 нм, 220 нм, позволяющие определить в исследуемом образце содержание и белка, и нуклеиновых кислот на спектрофотометре. Теоретическая основа данного метода определения, т.н. метода Варбурга и Христиана (1989) основана на том, что большинство белков имеет максимум поглощения при длине волны 280 нм, благодаря наличию в них остатков триптофана и тирозина. Нуклеиновые кислоты, содержащиеся во многих белках, также частично поглощают свет с длиной волны 280 нм, хотя максимум абсорбции ультрафиолетового светового потока приходится на 260 нм. Оптическую плотность растворов определяли на спектрофотометре СФ-26.

Результаты и обсуждение. Общая электропроводность состоит из проводимости катионов и анионов, которые под действием внешнего электрического поля движутся в противоположных направлениях [2, 3, 7, 8]. Известно, что определённое влияние на электропроводимость может оказывать конкретный состав минеральных веществ, содержащихся в воде и соотношение между ними. Электропроводимость обусловлена в основном ионами натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl-), сульфата (SO42-), гидрокарбоната (HCO3-), которые находятся в жидкой фазе. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3-), H3PO4-, H2PO4- и т.п. не столь сильно влияет на электропроводимость (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах) [1, 7, 8].

Данные измерения электропроводности растворов высечек флаговых листьев озимой пшеницы, обработанные жидким азотным удобрением КАС показали увеличение выхода электролитов в водный раствор в зависимости от времени экстракции листьев. Было отмечено увеличение электропроводности растворов во времени от 1 до 3-х часов экстракции листьев. Максимальный показатель электропроводности наблюдался через 3 часа после обработки КАС в экстрактах высечек флаговых листьев озимой пшеницы сорта Подолянка, а у сорта Смуглянка – после обработки КАС+ Mg (рис.1 а,b).

Таким образом, внекорневая обработка КАС повышала содержание электролитов (анионов и катионов) в тканях листьев, причём растения сорта Смуглянка в большей степени были чувствительны к обработке КАС с добавлением элементов Ca и в особенности Mg (рис.1а).

Рис.1. Электропроводность экстрактов высечек флаговых листьев озимой пшеницы сортов Смуглянка (а)

Рис.1. Электропроводность экстрактов высечек флаговых листьев озимой пшеницы сортов Смуглянка (а) и Подолянка (b) под действием листовой обработки жидким азотным удобрением КАС. Варианты: 1 - Контроль (вода), через 1 час; 2 - КАС, через 1 час; 3 - КАС + MgSO4*7H2O, через 1 час; 4 - КАС + Ca(NO3)2, через 1 час; 5 - контроль (вода), через 3 часа; 6 - КАС, через 3 часа; 7 - КАС + MgSO4*7H2O, через 3 часа; 8 - КАС + Ca(NO3)2, через 3 часа.

Рис.1. Электропроводность экстрактов высечек флаговых листьев озимой пшеницы сортов Смуглянка (а) и Подолянка (b) под действием листовой обработки жидким азотным удобрением КАС. Варианты: 1 – Контроль (вода), через 1 час; 2 – КАС, через 1 час; 3 – КАС + MgSO4*7H2O, через 1 час; 4 – КАС + Ca(NO3)2, через 1 час; 5 – контроль (вода), через 3 часа; 6 – КАС, через 3 часа; 7 – КАС + MgSO4*7H2O, через 3 часа; 8 – КАС + Ca(NO3)2, через 3 часа.

По величине оптической плотности пробы мы судили об уровне короткоцепочечных пептидов (λ=220 нм) и молекул средней массы (λ=254 нм, 260 нм и 280 нм), содержание которых выражалось в единицах, количественно равных оптической плотности.

Рис. 2. Показатели оптической плотности растворов высечек (в усл. ед.) флаговых листьев озимой пшеницы Подолянка (а) и Смуглянка (b) и после обработки КАСами.

Рис. 2. Показатели оптической плотности растворов высечек (в усл. ед.) флаговых листьев озимой пшеницы Подолянка (а) и Смуглянка (b) и после обработки КАСами.

Рис. 2. Показатели оптической плотности растворов высечек (в усл. ед.) флаговых листьев озимой пшеницы Подолянка (а) и Смуглянка (b) и после обработки КАСами.

Полученные данные (рис. 2) свидетельствуют о снижении величины оптической плотности растворов экстрактов вытяжек через 3 часа после обработки КАС.

Уменьшение оптической плотности растворов при λ=220 нм при трёхчасовой экстракции наблюдалось у растений сорта Подолянка в варианте с обработкой КАС + Mg и KAC + Ca. Уменьшение оптической плотности растворов при λ=254 нм наблюдалось в вариантах с обработкой КАС и КАС + Mg, а λ=260 нм и 280 нм – в вариантах с обработкой КАС, КАС + Mg и KAC + Ca. У растений сорта Смуглянка оптическая плотность растворов при λ=254 нм и 260 нм снижалась во всех трёх вариантах с обработкой КАС, а при λ= 280 нм – в вариантах КАС и KAC + Ca (рис. 2).

Таким образом, по величине оптической плотности растворов мы можем косвенно судить о повышении или снижении устойчивости культурных растений и их чувствительности к действию удобрений, т.е. использовать кондуктометрическое измерение электропроводности и оптической плотности вытяжек листьев в качестве экспресс-метода.

Исследованиями установлено отличия в чувствительности сортов озимой пшеницы к обработке жидким азотным удобрением и его композиций с макроэлементами, а так же повышение устойчивости сортов озимой пшеницы под действием листовой обработки. Возможно использование измерения электропроводности и оптической плотности вытяжек листьев в качестве метода экспресс-определения реакции культурных растений на внесение удобрений.


Библиографический список
  1. Грилихес М.С., Филановский Б.К. Контактная кондуктометрия: Теория и практика метода. – Л:. Химия, 1980. – 175 с.
  2. Измайлов Н. А. Электрохимия растворов, 3 изд., М.- 1976. – 488 с.
  3. Кочубей В.И. Определение концентрации вещества при помощи спектрофотометрии. – Саратов. – 2008. – 14 с.
  4. Моргун В.В., Санін Є.В., Швартау В.В. Клуб 100 центнерів. Сорти та технології вирощування високих урожаїв озимої пшениці. К.: Логос.- 2011.- 124 с.
  5. Покозій Й.Т., Писаренко В.М., Довгань С.В. та ін. Моніторинг шкідників сільськогосподарських культур. -К.: Аграрна освіта. – 2010. – 223 с.
  6. Худякова Т. А., Крешков А. П. Теория и практика кондуктометрического и хронокондуктометрического анализа. – М.: Химия, 1976. – 304 с.
  7. Эрдеи-Груз Т. Явления переноса в водных растворах /Пер. с англ. Н.С. Лидоренко, Ю.А. Мазитова. – М.: Мир, 1976. – 592 с.
  8. Warburg O., ChristianW.  Biochem. Z., 1941.- 274 p.

 



Все статьи автора «mb»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: