Антидотная активность композиции препаратов фуролан и метионин к гербициду 2,4-Д

Размещено на http://www.allbest.ru/

АНТИДОТНАЯ АКТИВНОСТЬ КОМПОЗИЦИИ ПРЕПАРАТОВ ФУРОЛАН И МЕТИОНИН К ГЕРБИЦИДУ 2,4-Д

Один из путей повышения продуктивности и улучшения качества зерна озимой пшеницы - снижение токсичности широко используемых в практике растениеводства гербицидов.

Гербициды относятся к веществам, обладающим резко ингибирующим действием, уничтожающие сорную растительность. Синтетические ингибиторы, в отличие от природных, способны более резко подавлять ростовые процессы. Длительный период они не поддаются инактивации в растениях, характер их действия часто связан не только с ростом, но и с нарушением морфогенетических процессов [1-5].

Известно, что гербициды, в том числе группы 2,4-Д, подавляют синтез нуклеиновых кислот, а, следовательно, и белка, вызывают хлоротичность листьев, разрушая хлорофилл-белковый комплекс, уменьшают содержание эндогенных ауксинов [1-5,6-14].

Для снижения токсического действия гербицидов активно используется препараты, обладающие антидотной активностью. К ним относятся регулятор роста фуролан, созданный в КубГТУ, и аминокислота метионин (6,12,13).

Фуролан - 2(2фурил)-1,3-диоксолан Метионин

Установлено, что использование метионина, как и фуролана стабилизирует биосинтез белка в растении [6,8,9, 12,14 ].

Цель настоящей работы - изучить антидотный синергетический эффект совместного применения метионина и регулятора роста фуролан на проростках озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, широко районированного на территории Краснодарского края.

Для изучения антидотной активности композиции препаратов фуролан (0,01 мг/л) и метионин (0,01 мг/л) к гербициду группы 2,4-Д (300 мг/л), определяли длину и массу проростков, содержание суммарного белка в листьях, РНК, ДНК, пигментов с помощью спектрофотометра СФ-46, содержание ИУК и 2,4-Д - методом капиллярного электрофореза на приборе Капель -105 Р [15-26].

В результате проведенных исследований установлено, что гербицид 2,4-Д снижает длину и массу ростков проростков пшеницы на 9,5% и 10% и корней - на 25,8 % и 18,2 %, соответственно, в сравнении с контролем.

Препарат фуролан увеличивает длину и массу ростков проростков пшеницы на 31,7 % и 14,34 % и корней - на 17,4 % и 30,7 %, соответственно, в сравнении с гербицидом. Препарат метионин увеличивает длину и массу ростков проростков пшеницы на 29,8 % и 15,34 % и корней - на 21,7 % и 30,7 %, соответственно, в сравнении с гербицидом. Совместное применение этих двух препаратов позволяет существенно снизить токсическое воздействие гербицида группы 2,4-Д на рост и развитие 7-дневных проростков пшеницы, что проявляется в увеличении длины побеговой системы на 36,53 %, корней проростков - на 30,76 %, и их массы - на 67,32 % и 17,17 %, соответственно, в сравнении с гербицидом (табл.1).

Таблица 1 - Влияние препаратов фуролан, метионин и их композиции на ростовые и синтетические процессы в проростках озимой пшеницы

Более активное накопление пластических веществ в побеговой системе проростков обусловлено большим содержанием в них ИУК (табл. 2).

Таблица 2 - Содержание ИУК и 2,4-Д в листьях пшеницы через 24 часа после обработки, мг/г сырой массы

Гербицид 2,4-Д снижает содержание ИУК в проростках. Фуролан повышает содержание ИУК на 13,6 %, метионин - на 7,05 % и их композиция - на 7,8 % в сравнении с гербицидом. Фуролан ускоряет разрушение гербицида в проростках на 46,37 %, метионин - на 24,73 % и их композиция - на 43,49 % в сравнении с вариантом 2,4-Д.

При изучении пигментного комплекса в листьях проростков установлено, что 2,4-Д снижает содержание пигментов в листьях проростков, в том числе хлорофилла а на 7,7% , хлорофилла б - на 32,4%, каротиноидов - на 20,5%. Препарат фуролан повышает содержание пигментов в листьях проростков, в том числе хлорофилла а на 59,8% , хлорофилла б - на 74,5%, каротиноидов - на 107,5%. Препарат метионин повышает содержание пигментов в листьях проростков, в том числе хлорофилла а на 18,33% , хлорофилла б - на 41,2%, каротиноидов - на 15%. Содержание суммы хлорофиллов а и b увеличивается при совместном применении фуролана и метионина на 38,87%, и каротина, выполняющего протекторную функции на 38,5% в сравнении с контролем (табл.3).

Таблица 3- Содержание пигментов в листьях проростков озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, мг/г сух.в-ва

При изучении водного режима проростков пшеницы было установлено, что гербицид способствует снижению общей оводненности листьев и содержания связанной формы воды на 2,16% и 2,16 %, соответственно, в сравнении с контролем.

Таблица 4 - Содержание воды в листьях проростков пшеницы, %

Фуролан и метионин и их композиция увеличивают содержание воды в листьях, что активирует обменные процессы. При этом фуролан, метионин и их композиция повышают содержание связанной формы воды на 1,85 - 2,54 %, в сравнении с гербицидом, увеличивая устойчивость листьев пшеницы к обезвоживанию.

Определение содержания осмотротектора - аминокислоты пролина в листьях показало, что в контроле оно состоявляет 1,8 мг/г, в варианте с гербицидом - 1,2 мг/г, с фуроланом и гербицидом - 2,3 мг/г, метионин с гербицидом - 1,9 мг/г и композиция препаратов с гербицидом - 2,7 мг/г.

Таким образом, увеличение содержания связанной формы воды в листьях проростков обусловлено повышением содержания аминокислоты пролина. Результаты анатомо-морфологических исследований листьев проростков приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5 - Биометрические параметры листовой пластинки проростков пшеницы (в усл.ед.)

Таблица 6 - Фотографии листовой пластинки под микроскопом

Установлено, что в вариантах опытов фуролан, фуролан+метионин, фуролан +2,4-Д, фуролан + метионин +2,4-Д листья проростков пшеницы приобретают ряд признаков ксероморфной структуры: утолщение стенок клеток эпидермиса, увеличение общей толщины листовой пластинки, уменьшение размеров клеток хлоренхимы, увеличение толщины хлоренхимы, уменьшение величины устьиц, увеличение размеров пузыревидных клеток.

Существенной разницы в биометрических параметрах листовой пластинки в вариантах опытов метионин, гербицид, метионин + гербицид и контроле нами не выявлено.

В вариантах опытов фуролан, фуролан + метионин, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин + 2.4-Д утолщаются стенки клеток эпидермиса, увеличиваются размеры пузыревидных клеток в сравнении с контролем. Это позволяет растению накопить больше влаги, используемой листом при начале его подсыхания при водном стрессе. Существенное утолщение слоя хлоренхимы, которая выполняет ассимиляционную функцию, в вариантах опытов фуролан, фуролан + метионин, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин + 2,4-Д свидетельствует о большом потенциале синтетической активности листа. препарат антидотный гербицид метионин

За счет утолщения клеток эпидермиса и слоя хлоренхимной ткани увеличивается общая толщина листовой пластинки.

В контрольном варианте опыта общая толщина листовой пластинки составляла 110,3 усл.ед. В вариантах опытов фуролан, фуролан + метиоини, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин + 2,4-Д общая толщина листовой пластинки увеличилась и варьировала от 113,7 до 116,1 усл.ед. Толщина клеток эпидермиса в контрольном варианте опыта составляла 10,6 усл.ед. В вариантах опытов фуролан, фуролан + метионин, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин + 2,4-Д толщина клеток эпидермиса увеличилась и варьировала от 15,3 до 17,4 усл.ед. В контрольном варианте опыта толщина слоя хлоренхимы составляла 65,5 усл.ед. В вариантах опытов фуролан, фуролан + метионин, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин +2,4-Д толщина слоя хлоренхимы увеличилась и варьировала от 70,4 до 76,5 усл.ед. В контрольном варианте опыта размеры пузыревидных клеток составляли 10,4 усл.ед. В вариантах опытов фуролан, фуролан +метиоини, фуролан + 2,4-Д, фуролан +метионин +2,4-Д размеры пузыревидных клеток увеличились и варьировали от 10,5 до 11,4 усл.ед.

Устьица располагаются продольными рядами по обеим сторонам листа пшеницы. В контрольном варианте опыта длина замыкающих клеток устьиц составляла 29,4 усл.ед. В вариантах опытов фуролан, фуролан + метионин , фуролан + 2,4-Д, фуролан +метионин+2,4-Д длина замыкающих клеток устьиц уменьшились и варьировали от 25,0 до 25,3 усл.ед. На поверхности эпидермиса расположены волоски, клетки которых наполняются воздухом и играют защитную роль (от перегрева солнцем, от потери воды).

Таким образом, обработка фуроланом, фуролан + метионин, фуролан + 2,4-Д, фуролан + метионин + 2,4-Д позволяет изменить анатомическую структуру листа с появлением признаков ксероморфности, что имеет значение для повышения засухоустойчивости пшеницы.

При изучении влияния регуляторов роста на содержание РНК, ДНК и общего белка и листьях пшеницы установлено, что гербицид снижает содержание РНК, ДНК в 3,17 раз и в 1,89 раз, соответственно, и общего белка на 12,9 %, в сравнении с контролем (табл. 7).

Таблица 7 - Влияние регуляторов роста на содержание РНК, ДНК и общего белка в листьях пшеницы, мг/г

Увеличение содержания белка в вариантах с применением 2,4-Д с фуроланом, метионином и их композиции на 5,2 - 19,2 % в сравнении с вариантом с гербицидом происходит вследствие активации его синтеза (отношение РНК/ДНК увеличивается на 11,8 - 52,3 %).

Таким образом, метионин повышает антидотную активность препарата фуролан при совместном применении, снижая токсическое воздействие гербицидов группы 2,4-Д на синтез белка, рост и развитие проростков озимой пшеницы, активирует распад гербицида.

Список использованной литературы

1 Sheveluha V.S. Rost rastenij i ego reguljacija v ontogeneze.-M.: Kolos.-1992.- 594s.

2. Gamburg K.Z., Kulaeva O.N., Muromcev G.S. Reguljatory rosta rastenij.-M.: Kolos., 1979.-246 s.

3. Muromcev G.S., Chkanikov D.I., Kulaeva O.N. i dr. Osnovy himicheskoj reguljacii rosta i produktivnosti rastenij.-M: Agropromizdat.-1987.-383 s.

4. Spiridonov Ju.Ja., Hohlov P.S., Shestakov V.G. Antidoty gerbicidov// Agrohimija.- 2009.- №5.-S.81-91.

5. ZhukovJu.P. Poluchenie programmirovannyh urozhaev zerna ozimyh kul'tur pri kompleksnom primenenii sredstv himizacii/ Ju.P.Zhukov, T.P. Dadabaeva, S.A. Firsov, I.M.Hajrullin // Izvestija TSHA.- 1991.- №6. - S. 67-80.

6. Jablonskaja E.K., Kotljarov V.V., Fedulov Ju.P. Molekuljarnye mehanizmy dejstvija antidotov gerbicidov, perspektivy ispol'zovanija v sel'skom hozjajstve. Monografija.- Krasnodar.: KubGAU, 2013.-181 s.

7. Jablonskaja E.K., Plotnikov V.K. Vlijanie gerbicida 2,4-D i antidota furolan na rostovye i sinteticheskie processy v prorostkah ozimoj pshenicy/ Politematicheskij setevoj jelektronnyj Nauchnyj Zhurnal KubGAU.-№24(8)-S. 1-8.

8. Jablonskaja E.K. Vlijanie sovmestnogo primenenija gerbicida 2,4-D i ego antidota furolan na formirovanie kachestva zerna ozimoj mjagkoj pshenicy pri sozrevanii./ E.K. Jablonskaja, E.V. Surkova, V.K.Plotnikov i dr.// Izvestija vuzov. Pishhevaja tehnologija. Vyp. 1, 2007 g., s. 15-18.

9. Jablonskaja E.K. Vlijanie gerbicida 2,4-D i antidota furolan na kachestvo zerna ozimoj pshenicy./ E.K.Jablonskaja, E.V. Surkova, V.K.Plotnikov, N.G. Maljuga //8-ja regional'naja nauchno - prakticheskaja konferencija molodyh uchenyh «Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa», Krasnodar, 2006 g.S.201.

10. Jablonskaja E.K. Vlijanie na kachestvo zerna ozimoj pshenicy antidota gerbicida 2,4-D preparata furolan/ E.K. Jablonskaja, V.K. Plotnikov, V.V. Garazha, N.I. Nen'ko// Izvestija vuzov. Pishhevaja tehnologija. Vyp.1,2007g.,S.103

11. Jablonskaja E.K. Metabolizm pshenicy pod vlijaniem gerbicida 2,4-D i ego antidota furolan. Monografija. LAP Lambert Academic Publishing GmbH & Co.KG. Germany, 148 s.

12. Kotljarov V.V. Primenenie fiziologicheski aktivnyh veshhestv v agrotehnologijah/ V.V. Kotljarov, Ju.P.Fedulov, K.A.Docenko, D.V.Kotljarov, E.K.Jablonskaja.- Krasnodar: KubGAU.-2013.-169 s.

13. Jablonskaja E.K., Nen'ko N.I., Surkova E.V., Plotnikov V.K. Sposob snizhenija toksicheskogo dejstvija gerbicida gruppy 2,4-D na kachestvo zerna ozimoj pshenicy /Patent RF № 2356225 ot 27 maja 2009 g Bjul.№15

14. Jablonskaja E.K., Kotljarov V.V., Bagrjancev E.S., Donchenko D.Ju., Fedulov Ju.P. Sredstvo dlja obrabotki semjan zernovyh i zernobobovyh kul'tur, porazhennyh fuzariozom. Patent RF № 2475025 ot 20.02.2013.

15. Metodika gosudarstvennogo sortoispytanija sel'skohozjajstvennyh kul'tur. M.: Kolos, 1970. Vyp. 5 - 159 s.

16. Kushnirenko M.D., Pecherskaja S.N. Fiziologija vodoobmena i zasuhoustojchivosti rastenij. Kishinev: Shtiinca, 1991. - 306 s.

17. Vorob'ev N.V. Opredelenie soderzhanija saharozy, fruktozy i gljukozy v rastitel'nyh tkanjah s pomoshh'ju antronovogo reaktiva. Bjulleten' NTI VNIIrisa. Krasnodar, 1985. Vyp.33. - S. 11-13

18. Georgiev G.P. Metody opredelenija i vydelenija nukleinovyh kislot. V sb.: Himija i biohimija nukleinovyh kislot. L., 1968. - S. 74-120

19. Jakuba Ju.F. Primenenie SVCh-jekstrakcii i vysokojeffektivnogo kapilljarnogo jelektroforeza dlja analiza vegetativnyh organov rastenij.: Materialy II Mezhdunar. konf. «Sovremennoe pribornoe obespechenie i metody analiza pochv, rastenij i sel'skohozjajstvennogo syr'ja». M., 2004. -S. 71-74

20. Praktikum po biohimii. Pod red. S.E. Severina, G.A.Solov'evoj. M.: Izd-vo MGU, 1989. - 509 s.

21. Pausheva Z.P. Praktikum po citologii rastenij.- M.: Kolos, 1967. - 176 s.

22. Urbah V.Ju. Biometricheskie metody. M.: Nauka, 1964. - 415 s.

23. Genkel' P.A. Fiziologija zharo- i zasuhoustojchivosti rastenij.- M.: Nauka.- 1982.- 280 s.

24. Zaharova M.V. Metodika opredelenija massovoj koncentracii svobodnyh aminokislot / M.V. Zaharova, I.A. Il'ina, G.V. Lifar', Ju.F. kuba // Metodicheskoe i analiticheskoe obespechenie issledovanij po sadovodstvu, Krasnodar.- 2010.- S. 289-295

25. Jakuba Ju.F. Sposob opredelenija gljukozy, saharozy, fruktozy / Ju.F. Jakuba, N.I. Nen'ko, M.V. Filimonov, V.V. Shestakova, M.V. Zaharova // Patent RF № 2492458ot 10.09.2013

26. Nen'ko N.I. Sposob opredelenija indoliluksusnoj kisloty metodom kapilljarnogo jelektroforeza / N.I. Nen'ko, Ju.F. Jakuba, E.K. Jablonskaja, M.A. Sundyreva, V.V. Shestakova / Polozh. reshenie o vydache patenta na izobretenie № 2012145879 ot 27.08.2013

Аннотация

АНТИДОТНАЯ АКТИВНОСТЬ КОМПОЗИЦИИ ПРЕПАРАТОВ ФУРОЛАН И МЕТИОНИН К ГЕРБИЦИДУ 2,4-Д

Яблонская Елена Карленовна к.б.н, доцент

Котляров Владимир Владиславович д.с.-х.н., профессор

Федулов Юрий Петрович д.б.н., профессор

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

В статье обсуждаются наиболее важные результаты совместного применения композиции препаратов антидотного действия фуролан и метионин к гербициду 2,4-Д

Ключевые слова: АНТИДОТНАЯ АКТИВНОСТЬ, ГЕРБИЦИДЫ, МЕТИОНИН, ФУРОЛАН, РОСТО-ВЫЕ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ОСМО-ПРОТЕКТОР, АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ДНК, РНК, БЕЛОК ПШЕНИЦЫ

THE ANTIDOTE ACTIVITY OF FUROLAN AND METHIONIN COMPOSITION TO HERBICIDES 2,4-D

Yablonskaya Elena Karlenovna Cand.Biol.Sci., associate professor

Kotlyarov Vladimir Vladislavovich Dr.Sci.Agr., professor

Fedulov Yuriy Petrovich Dr.Sci.Biol., professor

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

The most important results of applying the composition of the matter which has antidote functions furolan and methionin against the herbiside 2,4-D are reviewed in this article

Keywords: ANTIDOTE ACTIVITY, HERBICIDES, METHIONIN, FUROLAN, GROWTH AND SYN-THETIC PROCESSES, OSMOPROTECTANTS

ANATOMICAL AND MORPHOLOGICAL STUDIES, BIOMETRICS, DNA, RNA, WHEAT PROTEIN

Размещено на Allbest.ru