Основной причиной, тормозящей прорастание семян, является твердая семенная оболочка (твердосемянность), препятствующая проникновению воды и кислорода. Проникновение воды в твердые семена возможно только после повреждения покровов механическими (скарификация) и физико-химическими (излучения, кислоты) факторами. Описаны случаи и естественной утраты твердосемянности (выведение семян из состояния покоя нарушением твердой оболочки копытами животных, потоками воды, движением частиц песка и т.д.) [2, 56; 3, 122; 4, 16].

В последнее время одним из перспективных направлений в подготовке семян к посеву стал биометод – экологически безопасный и наименее вредный для растения.Современные методы предпосевной подготовки семян включают большое количество групп препаратов: препараты биогенного происхождения, аналоги природных соединений, содержащихся в живых организмах; биологически активные соединения, регулирующие развитие вредных организмов и др.

К веществам группы регуляторов роста последнего поколения относятся Райкаты (жидкие органоминеральные удобрения рострегулирующего и антистрессового действия производства компании «Atlantica Agricola», Испания). В состав Райкатов входят сбалансированное соотношение биогенных элементов, аминокислоты, полисахариды, ростовые вещества цитокинины, комплекс витаминов и морские водоросли. Проявляют стимулирующий эффект относительно улучшения роста, развития корневой системы, вегетативных органов, формирование органов плодоношения (улучшение созревания, товарного вида, накопление сахаров и т.п.).

Цель исследований – скрининг препарата Райкат Старт (РС) на семенах козлятника восточного при их предпосевной подготовке (различные дозы рабочего растворах при экспозиции 4 и 8 часов). Лабораторные исследования позволили установить в разной степени положительное влияние доз рабочего раствора РС на посевные качества не скарифицированных семян козлятника восточного при разной экспозиции обработки (таблица 1).

Таблица 1. Посевные качества семян

Исходя их химического состава РС (содержание азота) были увеличены дозы рабочего раствора в сравнении с рекомендуемыми производителем для сельскохозяйственных  культур, нетвердосемянных (0,15-0,30 л/т) и уменьшено время экспозиции (4 часа) наряду с рекомендованной (8 часов). При рекомендованной 8-ми часовой обработке дозы рабочего раствора  оказали равнозначное действие на основные посевные качества семян культуры. Различия в показателях энергии прорастания и всхожести были незначительны, но выше на 9,5% (Р>0,99) и 1,1% (Р<0,95); 11,3% (Р>0,95) и 3,2% (Р≥0,99); 9,5% (Р>0,99) и -1,3% (Р<0,95) соответственно, в сравнении с контролем. При 4-х часовой обработке дозы рабочего раствора  0,5л/т и 2,0 л/т не оказали существенного влияния на основные посевные качества семян культуры. Данные таблицы свидетельствуют о незначительных различиях в изучаемых показателях вариантов опыта – энергия прорастания и всхожесть увеличились  на 11,6% (Р<0,95) и 1,6% (Р<0,95); 14,0% (Р>0,95) и 11,3% (Р>0,99) соответственно, в сравнении с контролем. Более стимулирующее действие на прорастание семян оказала доза рабочего раствора 1,0 л/т семян – энергия прорастания и всхожесть увеличились  на 25,6% (Р>0,99) и 16,2% (Р<0,95) соответственно в сравнении с контролем. При определении времени экспозиции установлено, что оптимальным, более кратковременным и наиболее эффективной являлась 4-х часовая обработка семян, не подвергавшихся механической обработке (скарификация). Энергия прорастания и всхожесть в среднем составили 33,4% и 67,8% (4 часа) и 31,2% и 63,9% (8 часов) соответственно.

Биометрические измерения 10-дневных проростков показали, что проростки вариантов опыта отличались по изучаемым параметрам  от контрольных как по длине корешка (в среднем  на + 0,18 мм) и длине стебелька (в среднем на -0,25 мм). Наименьший показатель длины стебелька отмечался в вариантах с использование доз рабочего раствора  0,5л/т и 1,0 л/т  - на 0,3 мм (Р>0,999)  в сравнении с контролем и на 0,15 мм (Р>0,999)  в сравнении с вариантом, где использовалась доза рабочего раствора  2,0 л/т (рис. 1).

Рисунок 1. Развитие 10-ти дневных проростков козлятника восточного

Более стимулирующее действие на рост корешка оказала доза рабочего раствора 1,0 л/т семян: +0,15мм (Р>0,999) в сравнении с контролем и +0,1 мм в сравнении с вариантами использования доз рабочего раствора 0,5л/т и 2,0 л/т  – прирост корешков составил 38,5% (Р>0,95) и 23,1% (Р<0,95) соответственно (таблица 2).

Таблица 2.  Соотношение частей 10-ти дневных проростков

Полученные результаты свидетельствуют об эффективном действии РС дозой рабочего раствора 1,0 л/т семян на прорастание семян и активизацию роста корневой системы (немаловажный показатель на первых этапах развития растения, что может быть рекомендованным в качестве предпосевной обработки семян без предварительной скарификации. Оптимальным, более кратковременным и наиболее эффективной является 4-х часовая предпосевная обработка семян раствором РС.

Засуха, заморозки, высокие или низкие температуры, переувлажнение, повышенная кислотность или засоление, пестицидная нагрузка – стресс факторы, вызывающие изменения в развитии растений. Внутреннее проявление стресса сопровождается замедлением метаболических процессов, изменениями в обмене веществ организма, затратам энергии на преодоление негативных факторов внешней среды в ущерб формированию урожая.

Понятие «стресс», изначально применявшееся в основном к животным, вполне приложимо также и к растениям. Стресс у растений – это комплексная защитная реакция, включающая как неспецифические (общие для разных типов стрессоров), так и специфические компоненты. У растений обнаружена способность распространять состояние стресса из области влияния стрессирующего фактора далеко за ее пределы с помощью дистанционных электрических сигналов.

Понятие «стресс» введено в науку Г. Селье [2], который называл это явление также «общим адаптационным синдромом». Под стрессом обычно понимают стереотипный (примерно одинаковый у разных особей) ответ организма на разные воздействия, сопровождающийся перестройкой его защитных сил. Считается, что главная роль стресса – мобилизация сил организма в критической ситуации.

Как отмечает С.С. Пятыгин [3], в условиях «жесткой статичности положения подавляющего большинства растительных организмов они фактически вынуждены воспринимать влияние самых различных стрессоров, не избегая их и полагаясь исключительно на свои внутренние защитные ресурсы».

Реагируют растения на стрессирующие факторы обычно комплексно и это реакция включает в себя как неспецифические (общие для разных стрессоров), так и специфические компоненты. К неспецифической составляющей стресса относятся, в частности, следующие явления: повышение проницаемости и деполяризация клеточных мембран, повышение содержания в цитоплазме ионов кальция, выход ионов калия из клеток, увеличение вязкости цитоплазмы,  синтез особых «стрессорных» белков, торможение роста и деления клеток, усиление дыхания, торможение фотосинтеза, увеличение продукции гормонов стресса – абсцизовой и жасмоновой кислот, этилена.

Всего насчитывают от 15 до 20 «неспецифических» признаков стресса у растений. Некоторые исследователи [4-7] полагают, что этими признаками все и исчерпывается, то есть стресс предлагается рассматривать как интегральный неспецифический ответ, направленный на мобилизацию защитных сил растения.

Козлятник восточный (новая кормовая культура в Северном Казахстане) переносит морозы до -15ºС без снежного покрова. Однако, в зимний период 2009-2010гг, особенно холодный, травостои культуры подверглись частичному вымерзанию (26%). На наш взгляд причина гибели растений произошла из-за механического разрушения тканей на развитых стеблестоях с низким расположением верхушек основных побегов в результате внезапно наступивших ранних сухих (безснежных) заморозков в начале зимы при интенсивных процессах обмена веществ.

Цель и задачи исследований заключались в следующем: разработать технологию возделывания культуры на основе применения Райкат Старт, повышающего стрессоустойчивость культуры в условиях лесостепной зоны Северного Казахстана; установить особенности роста и развития травостоев  при их обработке Райкат Старт.

В полевых условиях проводился скрининг препарата Райкат Старт (РС) Atlantica Agricola, Испания, на травостоях козлятника восточного (сорт Тюменский), подвергшихся частичному вымерзанию.

Густота травостоя козлятника за период вегетации по вариантам опыта, за счет образования вторичных побегов, увеличилась (таблица 1).

Таблица 1 – Густота стояния растений травостоев

Густота стояния растений в фазу полных всходов на делянках обработанных РС была выше, чем на делянках частично вымерзших травостоев, не подвергавшихся обработке на 0,9% (Р<0,95), в фазу бутонизации, непосредственно перед укосом, – на 15,3% (Р<0,95). На делянках частично вымерзших травостоев, не подвергавшихся обработке, пополнение травостоя составило на момент I укоса 20,4%, на делянках обработанных РС – 40,9%.

Особый интерес в исследованиях представлял вопрос установления коэффициента вегетативного размножения (КВ), который определяется как отношение порослевых побегов к общему их числу на 1 м². Поскольку популяция козлятника  пополняется в основном за счет вегетативного размножения, в период исследований КВ составил 0,17 в травостоях вымерзших, не подвергавшихся обработке и 0,29 – в травостоях вымерзших, обработанных РС.

Контроль состояния растений в процессе их развития позволяет своевременно увидеть проблему и найти пути ее решения. Продуктивность растения  складывается из отдельных параметров, на которые можно влиять на разных фазах развития растений.  На формирование урожая зеленой массы обычно влияют биометрические показатели — высота растений, облиственность, площадь листовой поверхности и т. д. При изучении биометрических показателей всходов козлятника восточного, подвергшихся частичному вымерзанию,  установлено, что рост растений на первых этапах вегетации идет сравнительно медленно. Высота растений  на начальном этапе формирования стеблестоя на «вымерзших» делянах – 3,0 см (таблица 2).

Таблица 2 – Динамика линейного роста растений, см

Однако даже через 10 суток после обработки РС на опытной деляне наблюдается ускорение  роста – высота растений составила 26,2 см, что на 2,5 см или 9,5% (Р>0,999) больше высоты растений необработанных делян.

Такая же тенденция отмечается и на конечном этапе формирования стеблестоя (перед фазой бутонизации): на делянках с травостоями, подвергшимися вымерзанию, необработанных, высота растений составила 27,3 см, что на 3,0 см или 9,9% (Р>0,95) меньше изучаемого показателя растений обработанных делян.

Непосредственно в фазу бутонизации травостои обработанных делян превосходят растения необработанных делян по высоте на 3,4 см (10,7%) (Р>0,99).

В фазу цветения отмечен, хотя и боле медленный, дальнейший рост растений – растения травостоев обработанных РС выше растений не обработанных травостоев на 3,6 см (11,2%) (Р>0,99).

Т.о. уже в фазу полных всходов обработка препаратом РС активизирует рост растений вымерзших травостоев. На наш взгляд, растения, обработанные препаратом, содержащим оптимальный набор действующего вещества, наиболее активно поглощают воду и питательные элементы, тем самым инициируя ростовую активность. Использование РС так же инициирует стартовые процессы, минимизируя потерю активных ингредиентов, продлевает срок их действия и тем самым повышает эффективность обработки.

Данные таблицы 2.3 позволяют судить об интенсивности роста растений.

Таблица 2.3 – Динамика суточного прироста растений, см

В начальный период формирования стеблестоя суточный прирост растений составляет в среднем 0,30 см. В активную фазу  формирование стеблестоя (середина учетного периода) изучаемый показатель у растений варианта обработки РС отмечается активизация ростовых процессов: интенсивность суточного прироста составила уже 2,58  см, что на 0,28 см (10,9%) выше.

В фазу бутонизации ростовые процессы в растениях заметно снижаются в среднем в 4,5 раза. В данные период наиболее интенсивный рост растений отмечался в вымерзших обработанных травостоях – 0,59 см в сутки (на 0,08 см/сут или на 13,6% меньше).

В фазу цветения растений скорость роста резко снижается, практически прекращается и составляет  0,13-0,18 см/сут. В период плодоношения ростовые процессы в растениях вариантов опыта прекращаются полностью.

Таким образом, данные исследований позволили установить характер суточного прироста растений вариантов опыта: увеличение в период начало отрастания – формирование стеблестоя; некоторое уменьшение в период формирование стеблестоя – бутонизация; прекращение в период цветение – плодоношение.