Разработка новых регуляторов роста сои

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 632.95

06.01.00 Агрономия

Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений

РАЗРАБОТКА НОВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА СОИ

Дядюченко Людмила Всеволодовна

Дефицит растительного белка в питании людей и кормлении сельскохозяйственных животных является немаловажной проблемой, решить которую можно путем увеличения производства зерна бобовых культур, и прежде всего сои. Соя по своему богатому и разнообразному химическому составу семян и многостороннему использованию в кормовых, пищевых и технических целях является уникальной и ценнейшей культурой. Высокое (до 45-48 %) содержание в зерне полноценного по аминокислотному составу, растворимости и усвояемости белка и высококачественному составу масла определяет её широкое распространение [1]. Производство соевого зерна в мире неуклонно возрастает, она становится высокодоходной культурой. Очевидно, что поиск путей повышения урожайности этой культуры и качества семян актуален.

Для повышения урожая в современном сельском хозяйстве применяют интенсивные технологии, предусматривающие использование регуляторов роста растений - физиологически активных веществ биогенного происхождения или синтезированных искусственно, которые в малых дозах положительно влияют на жизненные процессы растений. Поиск новых рострегуляторов в настоящее время ведется интенсивно и в различных классах соединений.

Настоящая работа является частью многолетнего научного исследования, посвящённого поиску биологически активных веществ в рядах производных азотсодержащих гетероциклов. Гетероциклические соединения являются составной частью животных и растительных клеток; многие из них имеют первостепенную важность для живых систем, служат ключевыми компонентами в биологических процессах [2]. Они нашли применение в фармакологии и в различных областях сельского хозяйства: в их числе обнаружены бактерициды, гербициды, дефолианты, десиканты и др. В частности, нами были найдены эффективные гербицидные антидоты в числе пиримидинотриазолов [3], пиразолопиридинов [4], алкилтионикотинонитрилов [5], регуляторы роста озимой пшеницы - в рядах тиенопиридинов и пиразолопиридинов [6,7].

Целью нашей работы являлся поиск новых перспективных регуляторов роста сои в рядах синтезированных нами гетероциклических гидразонов общей формулы 1 и производных триазолопиримидинов общей формулы 2:

где R = Н, метил, этил; R1 = алкил, замещенный фенил, гетерил; R2 = алкил, арил, гетерил.

Синтез осуществляли по разработанным нами ранее [8,9] и известным методикам. Выход целевых продуктов составил 62 - 88 %. Для всех синтезированных соединений определены физико-химические константы (Тпл., Ткип.), их структура подтверждена элементным анализом, а также методами ЯМР 1Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Индивидуальность соединений установлена с помощью тонкослойной хроматографии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Первичную оценку активности новых соединений осуществляли в лабораторном опыте по величине их рострегулирующего эффекта. Для этого использовали официально рекомендованную методику проращивания семян в «рулонах» по ГОСТ 12044-93.

Вещества, отобранные по результатам лабораторного опыта, исследовали в полевых условиях.

Полевые опыты проведены на экспериментальной базе ВНИИБЗР. Почвенный покров участка - чернозем выщелочный, мощный, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса в пахотном слое (0-25) см = 4,0 %. Почва пресная, плотный остаток меньше 0,1 %, рН солевой вытяжки 5,5. Содержание подвижных форм фосфора 17,4 мг/100 г почвы, калия - 32,8 мг/100 г почвы.

Для посева использовали семена сои сорта Селекта 201, элита. Сорт ранний (средне-ранний) в зависимости от сроков посева. Сорт районирован для зоны ЮФО и включен в Госреестр с 2007 г. Потенциальная урожайность 44,0 ц/га. Содержание белка в зерне до 43 %, масла - до 23 %.

Площадь опытной делянки 5,6 м2 (1,4х4 м), повторность четырехкратная. Размещение повторностей вариантов двухярусное, вариантов в повторностях - последовательное. Обработку опытных делянок проводили дважды: в фазу 4 - 5 листьев и в фазу бутонизации - ветвления. Способ обработки растений - опрыскивание. Норма расхода рабочего раствора 300 л/га. Для обработки использовали малогабаритный опрыскиватель (монодисперсный) с емкостью 0, 2 л, давление в системе 0,8 - 1,0 атм. азотсодержащий гетероцикл рострегулятор ветвление

В период между первой обработкой до уборки урожая на опытном участке проводили наблюдения и учеты по основным фазам роста и развития растений сои. Перед уборкой урожая отбирали модельные снопы для последующей оценки влияния препаратов на формирование основных элементов структуры урожая.

Уборку и учет урожая проводили раздельным способом. Растения сои срезали в снопы, а затем обмолачивали на комбайне Хеге 125. Массу зерна с каждой повторности варианта взвешивали с точностью ±5,0 г. Из четырех повторностей варианта отбирали среднюю пробу для последующего анализа на содержание общего азота, белка, сырого жира.

Рострегулирующую активность исследуемых соединений определяли по увеличению урожая растений, обработанных рострегулятором, в сравнении с контролем (необработанные растения). Данные учета подвергали статистической обработке с использованием НСР05.

Качественные показатели зерна определяли на инфракрасном спектрофотометре «Инфрапид 61» (Labor MIM, Венгрия). Аналитическая повторность 3-х кратная.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В лабораторном опыте на проростках кукурузы выявлены два соединения: 4-метил-2-хлор-6-{[1-этил-2-(4-нитробензилиден)]-гидразино}-никотинонитрил (соединение 1) и (4,6-диметилтриазоло-[1,5-a]пиримидил-2-сульфанил)-4-фторацетанилид (соединение 2), проявляющие ростстимулирующий эффект на уровне 22-24 %:

Соединения 1 и 2 были испытаны в полевом мелкоделяночном опыте.

На опытном участке посева сои перед первой обработкой в фазе 4 - 6 листьев проводили учет густоты стояния растений. Было установлено, что густота посевов составляла 27,4 ± 3,27 шт/м2. Второй учет густоты посева по вариантам опыта проводили перед уборкой урожая. Учет динамики роста (высоты) проводили по основным фазам роста и развития (4 - 6 листьев, бутонизация-ветвление, цветение, формирование бобов, созревание).

Влияние препаратов на формирование структуры урожая сои представлено в таблице 1.

По данным учетов не было обнаружено существенного влияния препаратов на линейный рост растений сои. Перед уборкой средняя высота растений по вариантам опыта составляла 129 ± 6,73 см.

Вполне очевидно, что обработка растений сои препаратами не повлияла и на формирование густоты посевов и их рост. По коэффициенту ветвления существенное превышение контроля наблюдалось в случае применения соединения 2. По показателю общего количества бобов оба опытных варианта были достоверно выше, чем в контроле.

Таблица 1. Эффективность препаратов по показателям основных элементов структуры урожая сои.

Примечание: 1*, 2*, 3* - количество бобов с одним семенем, двумя и тремя соответственно

Применение рострегуляторов 1 и 2 было наиболее эффективным по показателям количества семян и их массе, при этом более существенное увеличение массы семян (на 22 % к контролю) обеспечивало соединение 2.

В таблице 2 представлены данные о влиянии изучаемых препаратов на урожайность и качество семян сои.

Таблица 2. Влияние препаратов на продуктивность и качество семян сои.

Судя по данным учета урожая, применение препарата 2 обеспечивает достоверное повышение урожая сои (23,4 %). Достаточно эффективен также препарат 1, хотя прибавка урожая здесь заметно ниже (6,7 %).

Характерной особенностью для испытуемых препаратов является повышение содержания белка в семенах. При этом увеличение содержания белка в опытных вариантах сопровождается незначительным снижением масличности семян относительно контроля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, применение новых синтезированных соединений обеспечило существенное и достоверное повышение урожая зерна сои и увеличение содержания белка в зерне. Работа защищена патентом РФ [10] и оформлена заявка на патент.

Полученные данные свидетельствуют, что разработанные нами соединения при соответствующей технологической и токсикологической доработке могут найти применение в качестве действующих веществ для создания новых отечественных регуляторов роста сои, тем самым расширить спектр используемых средств защиты растений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федорова З.С. Влияние регуляторов роста на симбиотическую активность и семенную продуктивность сои // Автореферат дисс. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Москва. 2000.

2. Джилкрист, Т. Химия гетероциклических соединений: Пер. с англ. - М.:Мир, 1996. - 464 С.

3. Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В. ,Исакова Л.И., Угрюмов Е.П., Соколов М.С. Антидотная активность производных пиримидинотриазолов // Агрохимия. 1998. № 12. С. 49-51.

4. Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В. ,Исакова Л.И., Дмитриева И.Г. Антидотная активность производных пиразолопиридинов // Агрохимия. 2010. № 10. С. 28-31.

5. Стрелков В.Д., Дядюченко Л.В. ,Исакова Л.И., Дмитриева И.Г., Ткач Л.Н. 2-Алкилтионикотинонитрилы - потенциальные антидоты 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты // Агрохимия. 2011. № 4. С. 60-63.

6. Дядюченко Л.В., Морозовский В.В., Назаренко Д.Ю., Балахов А.А., Дмитриева И.Г. Новые регуляторы роста для озимой пшеницы // Политематический сетевой электронный журналКубГАУ. 2015. № 112. С. 288-297.

7. Дядюченко Л.В., Назаренко Д.Ю., Балахов А.А., Дмитриева И.Г. Новые регуляторы роста и антидоты для экологизированной защиты растений // Научный журнал КубГАУ. - 2017. - №133(09).- с. 475-485.

8. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л.В., Кайгородова Е.А. Взаимодействие некоторых 2-хлорникотинонитрилов с гидразином и алкилгидразинами // Изв. Вузов. Химия и хим. технол. 2005. Т. 48. № 12. С. 29-31.

9. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л.В., Конюшкин Л.Д., Кайгородова Е.А. Cинтез 6-гидразино(алкилгидразино)-4-метил-2-хлорникотинонитрилов // Изв. Вузов. Химия и хим. технол. 2006. Т. 49. № 8. С. 119.

10. Пат. РФ, № 2617322. Способ повышения урожайности сои. Дядюченко Л.В., Назаренко Д.Ю., Морозовский В.В., Дмитриева И.Г. и др. Опубл. 24.04.2017. Бюлл. № 28.

АННОТАЦИЯ

С целью поиска новых перспективных регуляторов роста сои нами синтезированы ряды производных азотсодержащих гетероциклов. Синтезированные соединения изучены в качестве потенциальных рострегуляторов сои. Найдены вещества с высоким ростстимулирующим эффектом. Влияние рострегуляторов сказывалось на коэффециенте ветвления, количестве семян в бобах и их массе. Урожайность зерна возрастала на 6,7-23,4 %, повышалось качество зерна

Ключевые слова: РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА, ТРИАЗОЛОПИРИМИДИНЫ, ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ ГИДРАЗОНЫ,

To develop new promising soybean growth regulators, we have synthesized series of derivatives of nitrogen-containing heterocycles. Synthesized compounds have been studied as potential soybean growth regulators. Substances with a high growth stimulating effect have been found. The growth regulators affected the branching coefficient, the number of seeds in the beans and their weight. The yield increased by 6.7-23.4%, the quality of grain increased

Keywords: GROWTH REGULATORS, TRIAZOLEPYRIMIDINES, HETEROCYCLIC HYDRAZONES, YIELD, CROP STRUCTURE, CROP QUALITY

Размещено на Allbest.ru