Фізіологічні основи продуктивності рослин кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С

Размещено на http://www.allbest.ru/

УМАНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ САДІВНИЦТВА

УДК 581.1:574.82:14:143:633.15

ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ

ПРОДУКТИВНОСТІ РОСЛИН КУКУРУДЗИ

ЗА ДІЇ РЕГУЛЯТОРІВ РОСТУ ЗЕАСТИМУЛІНУ ТА ЕМІСТИМУ С

03.00.12 - фізіологія рослин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Мамчур Оксана Василівна

Умань - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фізіології та екології рослин Львівського національного університету імені Івана Франка.

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор

ТЕРЕК Ольга Іштванівна, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри фізіології та екології рослин.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, доцент

ПИДА Світлана Василівна, Тернопільський

національний педагогічний університет

імені Володимира Гнатюка, професор кафедри ботаніки;

кандидат хімічних наук,

ПОНОМАРЕНКО Сергій Платонович,

Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії

НАН України, завідувач відділу хімічної регуляції росту та розвитку рослин.

Захист відбудеться «15» жовтня 2010 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 74.844.02 в Уманському національному університеті садівництва за адресою: вул. Інститутська, 1, м. Умань, Черкаська обл., Україна, 20305.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Уманського національного університету садівництва за адресою: вул. Інститутська, 1, м. Умань.

Автореферат розісланий «14» вересня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.П. Карпенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним із пріоритетних завдань сучасної фітофізіології є дослідження комплексу взаємовідносин між змінами навколишнього середовища та динамікою метаболізму рослини, що є визначальним як для виживання її в природних умовах, так і для отримання високих врожаїв. Проте, теоретичне розуміння динаміки функціонування рослинного організму в мінливих кліматичних умовах надто далеке від можливості передбачити його фактичну продуктивність у конкретних умовах.

Новим елементом аграрних технологій, як засобів оптимізації та підвищення продуктивності рослинництва, крім застосування агротехнічних технологій та впровадження досягнень селекції, є застосування регуляторів росту рослин синтетичного та природного походження (Муромцев, 1987; Мананков, Мусієнко, 2003; Грицаєнко, Пономаренко та ін., 2008), які сприяють підвищенню урожайності і в той же час є екологічно безпечними для навколишнього середовища і здоров'я людини. Загалом в Україні до використання дозволено понад 80 препаратів-регуляторів росту рослин, з них понад 60 - препарати біогенного походження. Близько 25% препаратів рекомендовано до використання на посівах зернових культур, але не всі вони є достатньо апробованими в польових і виробничих умовах.

Серед низки закордонних і вітчизняних препаратів з рістстимулювальною дією вирізняються зокрема, Зеастимулін та Емістим С (Пономаренко, 1998, 2003, 2009). Їхні переваги полягають у тому, що вони не вимагають спеціально розробленої технології, знижують, або й усувають негативний вплив пестицидів, створюють передумови для одержання екологічно безпечної продукції, мають низьку собівартість та високу окупність.

Фактична продуктивність сільськогосподарської культури в конкретних умовах важко піддається теоретичному прогнозуванню, оскільки залежить від низки екзо- та ендогенних чинників. Саме тому за розробки та вдосконалення технологічних прийомів вирощування, зокрема кукурудзи, для одержання конкурентоздатної екологічно чистої продукції поряд із пошуком шляхів ресурсозбереження, важливим залишається з`ясування фізіолого-біохімічних особливостей формування її продуктивності в конкретній ґрунтово-кліматичній зоні. Тому вивчення комплексу чинників, що визначають продуктивність кукурудзи, зокрема, рівня ґрунтового удобрення та застосування регуляторів росту нового покоління як елементів технологій вирощування, з урахуванням економічної ефективності в умовах західного Лісостепу України на ясно-сірих лісових поверхнево-оглеєних ґрунтах є актуальним.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано на кафедрі фізіології та екології рослин біологічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка, польові досліди проводилися на базі стаціонарного досліду лабораторії агрохімії Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН. Вибраний напрям досліджень тісно пов`язаний з виконанням держбюджетної теми кафедри фізіології та екології рослин Львівського національного університету імені Івана Франка ОБ-175б “Роль регуляторів росту у формуванні адаптаційного потенціалу рослин до несприятливих умов довкілля” (номер держреєстрації 0103U001910).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було з`ясування фізіолого-біохімічних особливостей формування продуктивності кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна в умовах західного Лісостепу України залежно від рівня удобрення та дії регуляторів росту рослин Зеастимуліну та Емістиму С.

Для досягнення мети було поставлено такі конкретні завдання:

· вивчити ріст, розвиток і формування продуктивності рослин кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С та різних рівнів ґрунтового удобрення;

· встановити характер впливу регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С на нагромадження сирої та сухої маси рослин кукурудзи в польових умовах;

· визначити вміст фотосинтетичних пігментів, цукрів, протеїну, жирів та мінеральних елементів у листках кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С та різного рівня ґрунтового удобрення;

· виявити особливості формування врожаю, його якості та структури залежно від рівнів ґрунтового удобрення та за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С;

· провести економічну оцінку ефективності технологій вирощування кукурудзи залежно від застосування регуляторів росту.

Об'єкт дослідження - процес формування продуктивності та якості врожаю кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна за дії регуляторів росту рослин Зеастимуліну та Емістиму С на фоні різного рівня мінерального удобрення.

Предмет дослідження - фізіологічні і морфофізіологічні особливості онтогенезу рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна за впливу регуляторів росту та розвитку рослин Зеастимуліну та Емістиму С.

Методи дослідження. Польовий - для оцінки врожайності, структури та якості врожаю зеленої маси кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна; фенологічний - для встановлення тривалості та часу настання фаз онтогенезу рослин кукурудзи; фізико-хімічні - для визначення вмісту мінеральних елементів у листках кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С та різного рівня ґрунтового удобрення; біохімічні - для визначення вмісту фотосинтетичних пігментів, цукрів, протеїну, жирів у рослинах кукурудзи за дії регуляторів росту та різного рівня ґрунтового удобрення, статистичні - для обробки результатів дослідження та визначення вірогідності одержаних результатів; економічний - для визначення економічної ефективності запроваджених заходів (регулятори росту Зеастимулін та Емістим С, різні системи удобрення) при вирощуванні кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна.

Наукова новизна одержаних результатів. Показано, що формування елементів продуктивності у відповідних етапах органогенезу, врожайності і структури врожаю зеленої маси кукурудзи на сірих лісових поверхнево-оглеєних ґрунтах в умовах західного Лісостепу України (Львівської області) залежить від рівня удобрення, застосування добрив і регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С.

Уперше проведено комплексне дослідження дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С і рівнів ґрунтового удобрення на різних етапах онтогенезу рослин щодо фізіологічних особливостей формування продуктивності рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна на сірих лісових поверхнево-оглеєних ґрунтах західного Лісостепу. Показано, що за дії Зеастимуліну та Емістиму С у поєднанні з органічною та органо-мінеральною системами ґрунтового удобрення у рослин кукурудзи змінюється характер донорно-акцепторних відносин: саме за таких умов виявлено зростання вмісту фотосинтетичних пігментів та зниження - водорозчинних цукрів у листках рослин. За дії досліджуваних регуляторів у рослинах кукурудзи виявлено значне зростання вмісту азоту, фосфору та калію.

Зеастимулін та Емістим С за умов мінеральної та органо-мінеральної систем ґрунтового удобрення сприяли кращому росту рослин та нагромадженню ними маси. Виявлено зниження частки листків та зростання частки качанів у структурі врожаю кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна за дії цих регуляторів у поєднанні з органічно-мінеральною та мінеральною системами удобрення. Встановлено, що Зеастимулін та Емістим С на фоні достатнього та оптимального рівнів ґрунтового удобрення сприяють скороченню тривалості основних фенофаз кукурудзи на 2-5 днів, особливо у роки з несприятливими погодними умовами, що призводить до значного підвищення врожайності зеленої маси.

Практичне значення одержаних результатів полягає в науковому обґрунтуванні доцільності застосування регуляторів росту Зеастимуліну і Емістиму С у традиційній агротехнології вирощування кукурудзи, розробці рекомендацій щодо їх використання в умовах західного Лісостепу на ясно-сірих лісових поверхнево-оглеєних ґрунтах. Результати досліджень впроваджено у СТзОВ «Підгайчики» Самбірського району Львівської області на площі 50 га з високим економічним ефектом. Матеріали дисертації використовуються при викладанні загального курсу "Фізіологія та біохімія рослин", спецкурсів "Ріст та розвиток рослин", "Мінеральне живлення рослин" на біологічному факультеті Львівського національного університету імені Івана Франка.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні всієї експериментальної частини дисертації, статистичній обробці результатів досліджень, підборі та опрацюванні даних літератури за темою дисертації, а також, за участі наукового керівника, аналізі та інтерпретуванні одержаних результатів. Публікації до друку підготовлено самостійно та у співавторстві, у них висвітлено основні результати досліджень. Спільно з науковим керівником визначено напрямок досліджень, розроблено програми і схеми польових дослідів.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи було висвітлено на звітних наукових конференціях професорсько-викладацького складу біологічного факультету Львівського національного університету імені Івана Франка (2001 - 2003, 2007 - 2009); науково-методичних семінарах кафедри фізіології та екології рослин біологічного факультету (2006 - 2009); всеукраїнських та міжнародних конференціях: ХІ з`їзді Українського ботанічного товариства (Харків, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції "Біологічні науки і проблеми рослинництва" (Умань, 2003); ІІ та ІІІ Міжнародних конференціях "Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти" (Львів, 2004, 2007); ІІІ, ІV та VI всеукраїнських конференціях студентів та аспірантів "Молодь та поступ у біології" (Львів, 2006, 2007, 2009); науковій конференції "Фактори загрози біотичному різноманіттю: їх індикація та способи зниження негативної дії" (Шацьк, 2007); Міжнародній науково-практичній конференції «Наукове забезпечення інноваційного розвитку аграрного виробництва в Карпатському регіоні» (Чернівці, 2007).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 13 наукових праць, з них 6 статей у фахових виданнях, в тому числі 5 - у виданнях, рекомендованих ВАК України та 7 тез доповідей на міжнародних та всеукраїнських конференціях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, трьох розділів, підсумку, висновків, списку використаних джерел, додатків. Роботу викладено на 167 сторінках машинописного тексту, ілюстровано 10 таблицями та 32 рисунками. Список використаних джерел налічує 283 найменування, з них 60 - іншомовних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі систематизовано та узагальнено відомості літератури стосовно особливостей формування продуктивності кукурудзи, наведено критичний аналіз стану теоретичних основ практичного застосування природних та композитних регуляторів росту рослин.

Другий розділ “Матеріали та методи досліджень” присвячений методиці дослідження продуктивності рослин кукурудзи за дії регуляиорів росту рослин Зеастимуліну та Емістиму С. Польові дослідження проводили протягом 2000 - 2002 рр. на ясно-сірому опідзоленому поверхнево-оглеєному ґрунті атестованого стаціонарного польового досліду "Вплив довготривалого застосування органічних, мінеральних та вапнякових добрив у сівозміні на родючість ясно-сірих лісових ґрунтів, врожай та якість сільськогосподарських культур" лабораторії агрохімії Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.

Для досліджень було відібрано п'ять варіантів з різними рівнями удобрення:

1. Без добрив (контроль); 2. Органічна система удобрення (40 т гною на гектар); 3. Мінеральна система удобрення (N120Р90К90); 4. Органо-мінеральна система удобрення (40 т гною на гектар + N60Р45К45); 5. Мінерально-органічна система удобрення (40 т гною на гектар + N120Р90К90). Для обробки насіння кукурудзи використовували регулятори росту рослин Зеастимулін (20 мл/т) та Емістим С (20 мл/т).

У роки досліджень проходила шоста ротація сівозміни. Загальна площа ділянки - 168 м2, облікової - 100 м2. Попередник - озима пшениця. Посів широкорядний з міжряддями 70 см на глибину 5-6 см. Сівбу проводили наприкінці квітня - початку травня за оптимальної температури ґрунту (8 - 10 єС) і достатній його вологості. Норма висіву 80 тис. насінин на гектар з наступним формуванням густоти рослин 70 - 75 тис/га. Обробіток ґрунту та догляд за посівами проводили згідно загальноприйнятої агротехніки. Метеорологічні умови впродовж років досліджень були різними. Найбільш сприятливим для росту і розвитку рослин кукурудзи був вегетаційний період 2000 р., несприятливим - 2002 р.

Застосування регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С здійснювали згідно рекомендацій виробника: використовували передпосівне замочування насіння. Контролем слугували рослини, вирощені із намоченого у воді необробленого насіння. Робочі розчини регуляторів росту готували у день обробки. Концентрація препаратів відповідала об'ємному розведенню.

Впродовж вегетаційного періоду рослин кукурудзи відмічали настання і тривалість основних фаз розвитку: сходів, цвітіння волотей, молочної стиглості; спостереження проводили за загальноприйнятими методиками (Організація…, 1972), за дату настання чергової фенологічної фази вважали день, коли 75% рослин на ділянці перебували у цій фазі. Кожні 10 днів протягом вегетації відслідковували ріст рослин кукурудзи у висоту, динаміку наростання зеленої та сухої маси рослин.

У листках кукурудзи впродовж вегетації визначали: вміст хлорофілів та каротиноїдів спектрофотометрично (Мусієнко та ін., 2001), водорозчинних цукрів - за методом Дюбуа (Туркіна та ін., 1971).

Врожай зеленої маси обліковували шляхом зважування всіх рослин з кількох несуміжних частин ділянки, збір врожаю зеленої маси проводили наприкінці серпня - початку вересня і виражали у центнерах з гектара. Визначали структуру врожаю кукурудзи, зібраної на силос, враховуючи: середню вагу рослини, число качанів на одну рослину, частку качанів, листків та стебел у зеленій масі, відсоток рослин без качанів, з одним качаном, з двома, з трьома і більше качанами.

У надземній масі кукурудзи визначали: вміст загального азоту за К'єльдалем, фосфору - колориметрично, калію - спектрофотометрично, золи - сухим озоленням, сирого протеїну - фотометрично, жиру - методом знежиреного залишку за загальноприйнятими методиками (Городній та ін., 1972).

Польові досліди виконано протягом трьох років у триразовій повторності. Біохімічні досліди проводили у триразовій біологічній та триразовій аналітичній повторностях. Визначали середнє арифметичне, стандартну похибку. Достовірність різниці між варіантами оцінювали за критерієм Стьюдента, використовуючи 5% рівень значущості. Статистичну обробку даних врожаю проводили за загальноприйнятими методиками (Доспєхов, 1979).

Визначення економічної ефективності застосування Зеастимуліну та Емістиму С у технології вирощування кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна в умовах західного Лісостепу проводили згідно рекомендацій (Методика., 1986, Організаційно-методичні основи, 2004). Порівняльну економічну оцінку ефективності вирощування кукурудзи здійснювали залежно від застосування добрив і біостимуляторів.

У третьому розділі роботи викладено результати досліджень та їх обговорення.

Ріст рослин кукурудзи та їх маса за дії регуляторів ростузеастимуліну та емістиму С. Важлива роль у виявленні ефектів дії певних добрив чи фізіологічно активних речовин на процеси формування продуктивності рослин належить кількісним показникам їх росту, зокрема, висоті та нагромадженню ними маси. Аналіз динаміки лінійного росту рослин кукурудзи у висоту засвідчує, що вплив регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С на їх висоту залежав від рівня ґрунтового удобрення. У контрольному варіанті (без добрив) темпи росту рослин кукурудзи у висоту за дії як Емістиму С, так і Зеастимуліну були мінімальними. Різниця у висоті між контрольними та обробленими Зеастимуліном та Емістимом С рослинами наприкінці вегетації становила 18 та 20 см відповідно при висоті контрольних рослин 160,7 см. Найвищу інтенсивність росту рослин за дії Зеастимуліну та Емістиму С відмічено у варіантах мінеральної та органо-мінеральної системи удобрень (рис.1).

Нами відмічено різке зростання темпів нагромадження маси рослинами кукурудзи за дії регуляторів росту, особливо у варіантах з удобренням і значну різницю маси оброблених та контрольних рослин наприкінці вегетації. Найбільшу масу наприкінці вегетації мали рослини з варіантів органо-мінеральної системи удобрення за обробки Зеастимуліном (на 29,1%) та мінеральної системи живлення за обробки Емістимом С (на 37,7%).

Активний ріст рослин кукурудзи та нагромадження ними маси за дії регуляторів росту рослин та умов оптимального живлення може відбуватися за рахунок пришвидшення росту клітин розтягом у поздовжньому та ізодіаметричному напрямах, що специфічно активується ауксинподібними складовими Зеастимуліну і Емістиму С та підвищеною поглинальною здатністю коренів за зміни донорно-акцепторних відносин у рослин кукурудзи, які спричинені зростанням проникності клітинних мембран.

Тривалість основних етапів онтогенезу рослин кукурудзи за дії регуляторів росту. Виявлено, що на тривалість та строки настання окремих фенофаз рослин кукурудзи рівень ґрунтового живлення практично не впливає, а застосування регуляторів росту рослин зумовлює незначне скорочення тривалості фенофаз, особливо у роки з несприятливими погодними умовами. Результати наших досліджень показують, що загалом тривалість вегетаційного періоду кукурудзи в умовах західного Лісостепу України найбільше залежить від погодних умов (табл. 1). Нами виявлено, що тривалість періоду сівба - сходи у роки досліджень становила 16-27 днів та мало залежала від дії регуляторів росту.

Таблиця 1

Тривалість міжфазних періодів у рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна (дні) за дії Зеастимуліну та Емістиму С і різного рівня удобрення (дані за 2000 р.)

Система удобрення	Внесені регулятори росту рослин	Тривалість періоду, дні
		сівба - сходи	сходи - цвітіння волотей	цвітіння волотей - молочна стиглість
Без добрив (контроль)	0	17	76	35
	Зеастимулін	17	74	34
	Емістим С	17	74	34
Органічна система удобрення (40 т гною на гектар)	0	17	74	34
	Зеастимулін	17	72	32
	Емістим С	17	72	33
Мінерально-органічна система удобрення (40 т гною на гектар + N120Р90К90)	0	17	74	34
	Зеастимулін	16	72	32
	Емістим С	16	72	33
Органо-мінеральна система удобрення (40 т гною на гектар + N60Р45К45)	0	17	73	33
	Зеастимулін	17	70	32
	Емістим С	17	71	33
Мінеральна система удобрення (N120Р90К90)	0	17	74	34
	Зеастимулін	17	73	33
	Емістим С	17	73	33

Основний приріст вегетативної маси кукурудзи відбувається в період між фазами сходи - цвітіння волотей. Тривалість цього періоду значним чином залежала від умов ґрунтового живлення та погодних умов і становила 74-102 дні. За дії Зеастимуліну та Емістиму С виявлено скорочення тривалості цієї фази на 2-3 дні у сприятливий рік (2000) та 3-5 - у несприятливий (2002), що свідчить про більшу стійкість рослин до несприятливих чинників, зокрема, низьких температур. Для проходження фаз цвітіння волотей - молочна стиглість у всі роки досліджень складалися достатньо сприятливі погодні умови і їх тривалість становила 28-35 днів, різниця тривалості цього періоду у варіантах без застосування регуляторів росту становила 1 день, у варіантах із застосуванням Зеастимуліну та Емістиму С - 2-3 дні.

Варто відмітити, що виявлене нами скорочення тривалості міжфазних періодів за дії регуляторів росту не супроводжувалося пришвидшеним старінням рослин кукурудзи, що може свідчити про захисний, адаптивний характер впливу Зеастимуліну та Емістиму С на рослини кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна, особливо за умов оптимального рівня їх живлення.

Пігментний склад рослин кукурудзи за дії Зеастимуліну та Емістиму С впродовж вегетації. Дослідження динаміки вмісту хлорофілів у листках кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна впродовж вегетації в польових умовах виявило зростання їх вмісту. Обробка рослин кукурудзи Зеастимуліном та Емістимом С викликала додаткове активування біосинтезу та нагромадження хлорофілу а та хлорофілу в у їх листках, особливо за дії мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення. Відомо, що рівень удобрення теж має значний вплив на формування, структуру та активність фотосинтетичного апарату рослин, про що свідчить зростання вмісту фотосинтетичних пігментів.

Вміст хлорофілу а за дії Зеастимуліну та Емістиму С у варіантах з удобренням є вищим вже у молодих, 15-добових рослин (на 24,7 та 12,7% відповідно щодо контролю для органічної системи удобрення) і підтримується на достатньо високому рівні впродовж вегетації, що свідчить про ефективне функціонування фотосинтетичних систем. При цьому вміст хлорофілів найбільше залежить від рівня азотного живлення (рис. 2).

Зростання вмісту фотосинтетичних пігментів у рослинах кукурудзи за дії Зеастимуліну та Емістиму С можна пояснити стабілізацією фотосинтетичної активності хлоропластів та активуванням біосинтезу пігментів за їх дії.

Вміст хлорофілу в виявився менш чутливим до умов ґрунтового удобрення та впливу регуляторів росту. Варто відмітити збільшення його вмісту у 36-добових рослин за дії Емістиму С у варіантах мінеральної та мінерально-органічної систем удобрення на 66,3 та 67,9 % відповідно (рис. 3).

Виявлений нами мінімальний вміст хлорофілу а та хлорофілу в листках рослин контрольного варіанту без добрив та регуляторів росту зумовлений, ймовірно, несприятливими умовами ґрунтового живлення рослин цього варіанту (високим вмістом рухомого алюмінію, низькою кислотністю ґрунту, дефіцитом азоту та інших мінеральних елементів), які й викликають порушення біосинтезу пігментів та низький рівень їх нагромадження.

Динаміка нагромадження цукрів у рослинах кукурудзи за дії Зеастимуліну та Емістиму С впродовж вегетації. В онтогенезі рослин існують тісні корелятивні зв'язки між інтенсивністю росту, вмістом хлорофілів, складних і простих цукрів - загалом усіх фотосинтетичних асимілятів та їх відтоком до атрагуючих центрів. Тому, паралельно із визначенням вмісту пігментів, ми визначали динаміку вмісту розчинних цукрів у листках рослин кукурудзи. Наші результати засвідчують, що характер зміни вмісту цукрів у листках кукурудзи залежить від рівня живлення рослин. У контролі рівень водорозчинних цукрів у листках є вищим (на 15-25% впродовж онтогенезу), ніж за умов оптимального живлення. Дія Зеастимуліну та Емістиму С виявлялася у деякому підвищенні вмісту водорозчинних цукрів у всіх варіантах удобрення (на 9-11% та 11-17,5% відповідно) (рис.4).

Це свідчить про активне функціонування донорно-акцепторних зв`язків у цих рослин у другій половині вегетації, спричинене як оптимальним рівнем живлення, так і впливом Зеастимуліну та Емістиму С, та посиленням транспортування цукрів з листків до атрагуючих центрів, адже сахароза є основною транспортною формою вуглецю в рослинах, а баланс між її синтезом як транспортної форми та крохмалю, як запасної, може регулювати асиміляційну продуктивність листків.

Вміст мінеральних елементів у рослинах кукурудзи за дії Зеастимуліну та Емістиму С. Виявлено, що вміст азоту у рослинах кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна за впливу різних систем удобрення зростав незначно і становив 1,45 - 1,59% проти 1,38% у контролі залежно від рівня живлення (рис. 5 А). Істотне зростання вмісту азоту (на 45% щодо контролю) у рослинах кукурудзи виявлено за дії Емістиму С, зокрема у варіанті з мінерально-органічною системою удобрення. Вплив Зеастимуліну на вміст азоту був виражений слабше. Емістим С, як регулятор росту природного походження, позитивно впливає на ґрунтові мікроорганізми, зокрема, азотфіксатори та нітрифікатори, тому зростання вмісту азоту у рослинах кукурудзи за його дії спричинене, ймовірно, їхньою активною діяльністю, і, як наслідок, вищим вмістом доступних для рослин форм азоту в ґрунті.

Вміст калію у рослинах кукурудзи суттєво зростає із покращенням умов живлення. За дії Зеастимуліну вміст калію у варіантах мінеральної та мінерально-органічної систем удобрення зріс на 50 та 44%; за дії Емістиму С у варіантах мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення - на 45 та 37,4% відповідно (рис.5 Б).

Рівень удобрення практично не впливав на вміст фосфору у рослинах кукурудзи. За дії регуляторів росту Емістиму С та Зеастимуліну вміст фосфору зростав і становив у варіанті повної органо-мінеральної системи удобрення 0,66% та 0,72% відповідно проти 0,36% у контролі (рис. 6 А).

Вміст золи у рослинах кукурудзи зростав залежно від рівня живлення і становив 6,02% у варіанті органо-мінеральної і 6,55% - за умов мінеральної системи удобрення проти 5,43% у контролі. Дія регуляторів росту рослин Емістиму С та Зеастимуліну призводить до зростання вмісту золи у рослинах кукурудзи. За дії Зеастимуліну найвищий її вміст був у варіанті мінерально-органічної системи удобрення (22,4%). За впливу Емістиму С вміст золи у варіантах мінерально-органічної та мінеральної систем удобрення зростав на 40 та 45% відповідно (рис. 6 Б).

Структура врожаю зеленої маси кукурудзи за дії Зеастимуліну та Емістиму С. За впливу удобрення змінюється структура врожаю, що є наслідком збільшеної доступності поживних речовин, активування метаболізму процесів та зміни донорно-акцепторних відносин у рослинах. Зростання частки стебел та качанів вказує на посилення фотосинтетичної діяльності листків, функціонування кореневої системи і транспортування асимілятів до стебел та качанів.

За дії Зеастимуліну та Емістиму С виявлено зменшення частки листків у загальній зеленій масі рослини у варіантах з органічною (на 9,5 та 6,7% відповідно) та мінерально-органічною системами удобрення (на 22 та 13% відповідно), що свідчить про додаткове активування метаболічних процесів. (рис. 7).

За умов мінеральної системи ґрунтового удобрення частка листків у структурі зеленої маси кукурудзи зменшувалася порівняно із контролем (без добрив) на 18,5% і незначно змінювалася за дії регуляторів росту. Наші дані узгоджуються з даними літератури (Мананков, Мусієнко, 2003; Грицаєнко та ін, 2008), в яких повідомляється, що дія аналогів фітогормонів у більшості випадків підсилюється при внесенні добрив.

Врожайність зеленої маси кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С. Кількісним виявом продуктивності рослини є величина врожаю. Нами проаналізовано врожайність зеленої маси кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С та різного рівня ґрунтового живлення у польових умовах (рис. 8). Виявлено, що застосування лише мінеральних та органо-мінеральних систем удобрення спричиняє істотне (198 - 212%) підвищення врожайності зеленої маси, оскільки кукурудза - культура, що добре реагує на достатній та оптимальний рівень ґрунтового живлення. Найефективнішою в цих умовах виявилася дія Зеастимуліну на фоні достатнього рівня удобрення. Найвищий врожай отримано у варіанті з мінерально-органічним рівнем удобрення - 885 ц/га. Урожай кукурудзи у варіанті без добрив за обробки Зеастимуліном був найнижчим і становив 173 ц/га, що майже удвічі перевищує врожайність контрольного варіанту без добрив та без застосування регуляторів. Найвищий урожай зеленої маси кукурудзи за впливу Емістиму С отримано у тому ж варіанті, де він складав 720 ц/га. Найнижчу урожайність відмічено у варіанті без добрив, де за впливу Емістиму С вона становила 156 ц/га проти 78 ц/га у контролі.

Економічна ефективність застосування регуляторів росту рослин за умов вирощування кукурудзи в західному Лісостепу. У результаті проведеної економічної оцінки застосування Зеастимуліну та Емістиму С встановлено, що найбільш економічно вигідним і рентабельним є застосування допосівної обробки Зеастимуліном у дозі 20мл/т на фоні мінерально-органічної системи удобрення (40 т гною на гектар + N120Р90К90) та допосівної обробки емістимом С у дозі 20мл/т на фоні мінеральної системи удобрення (N120Р90К90).

Підсумок. Підсумовуючи наші результати, зазначимо, що речовини фітогормональної природи, присутні у складі Зеастимуліну та Емістиму С, змінюючи фітогормональний баланс у рослинах кукурудзи, про що свідчать дані літератури (Мусатенко та ін, 2002), впливають на їхній метаболізм, інтенсифікуючи процеси фотосинтезу, транспорту асимілятів і, без сумніву, росту і розвитку рослин та формування ними врожаю. Водночас, Зеастимулін та Емістим С здатні опосередковано впливати на ґрунтові умови живлення завдяки взаємодії своїх активних компонентів з біотою ґрунту. Загалом з фізіологічної точки зору високий врожай зумовлений оптимальним рівнем агроекологічних факторів, наявністю сортів з високим потенціалом продуктивності і просторово-часовою взаємодією агроекологічних чинників із рослинами.

На нашу думку, процес формування продуктивності рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна та місце регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С у цій системі можна схематично представити схемою (рис. 9).

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у з'ясуванні фізіолого-біохімічних особливостей формування продуктивності рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна в умовах західного Лісостепу України залежно від рівня ґрунтового удобрення і дії регуляторів росту рослин Зеастимуліну та Емістиму С. На підставі проведених експериментальних досліджень та отриманих результатів сформульовано такі висновки:

1. Регулятори росту Зеастимулін та Емістим С сприяють інтенсивному росту та нагромадженню зеленої маси рослинами кукурудзи. Максимальну висоту мали рослини за дії Емістиму С із застосуванням мінерально-органічної системи удобрення (на 18-20 см), масу - рослини за дії Емістиму С на фоні мінеральної системи удобрення (на 37,7%).

2. Тривалість основних етапів онтогенезу рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна визначається більшою мірою її генотипом та погодними умовами. Водночас регулятори росту Зеастимулін та Емістим С на фоні достатнього та оптимального рівня ґрунтового удобрення сприяють скороченню тривалості основних фенофаз на 2-5 днів, особливо у роки з несприятливими погодними умовами.

3. Регулятори росту Зеастимулін та Емістим С призводять до активного нагромадження листками рослин кукурудзи впродовж вегетації фотосинтетичних пігментів (на 12-24%) і низького вмісту в них водорозчинних цукрів (на 9-17,5%), що свідчить про функціональну активність фотосинтетичного апарату і позитивні зміни у донорно-акцепторних зв`язках між органами рослин кукурудзи.

4. За дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С у рослинах кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна зростає вміст золи (22-45%), вміст протеїну і жиру практично не змінюється.

5. Регулятори росту Зеастимулін та Емістим С призводять до нагромадження рослинами кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна основних елементів мінерального живлення. За умов мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення у рослин кукурудзи виявлено зростання вмісту азоту (5-15%), калію (37,4-45%) та фосфору (25-80%).

6. За дії Зеастимуліну та Емістиму С виявлено зменшення частки листків у загальній зеленій масі рослини (9-18% та 10-22% відповідно), що свідчить про додаткове активування метаболічних процесів рослин кукурудзи, особливо за органічної та мінерально-органічної систем удобрення, де частка листків у валовій зеленій масі була найменшою.

7. Показано, що оптимальний рівень удобрення є достатнім чинником для нормального розвитку рослин кукурудзи в умовах західного Лісостепу і забезпечує розвиток одного повноцінного качана на рослині. Обробка Зеастимуліном та Емістимом С рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна забезпечує приріст до 15% повноцінних качанів.

8. Найвищу врожайність зеленої маси кукурудзи (885 ц/га) забезпечує обробка рослин кукурудзи Зеастимуліном на фоні повної органо-мінеральної системи удобрення.

9. Найбільший економічний ефект та рентабельність на рівні 230% забезпечує застосування допосівної обробки Зеастимуліном у дозі 20мл/т на фоні мінерально-органічної системи удобрення (40 т гною на гектар + N120Р90К90) та допосівної обробки емістимом С у дозі 20мл/т на фоні мінеральної системи удобрення (N120Р90К90).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

В умовах західного Лісостепу України на ясно-сірих лісових поверхнево-оглеєних ґрунтах на фоні N60P45K45 і 40 т/га гною для одержання високих стабільних врожаїв зеленої маси кукурудзи доцільно проводити допосівну обробку регуляторами росту рослин Зеастимуліном та Емістимом С (20 мл/т) у рекомендованих нормах.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ:

1. Федак О. В. (Мамчур О. В.) Якість та врожай кукурудзи за дії регуляторів росту / О. В. Федак, Г. Й. Сеньків, О. І. Терек // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького. - 2002. - Т. 4. - № 1. - С. 42-45 (проведення експерименту та аналіз даних, підготовка статті до друку).

2. Федак О. (Мамчур О.), Терек О. Застосування регуляторів росту - ефективний шлях підвищення врожаю кукурудзи / О. Федак, О. Терек // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького. - 2002. - Т. 4. - № 2. - С. 59-62 (узагальнення літературних даних, написання статті).

3. Мамчур О. В. Вміст цукрів та пігментів фотосинтезу у рослинах кукурудзи / О. В. Мамчур, О.І. Терек // Біологічні науки і проблеми рослинництва : збірник наук. праць Уманського державного аграрного університету, спеціальний випуск. - Умань, 2003. - С. 72-76 (підбір літературних даних, проведення експерименту).

4. Мамчур О. В. Структурні та функціональні особливості формування врожаю кукурудзи за дії зеастимуліну та емістиму С в умовах західного Лісостепу / О. В. Мамчур, О. І. Терек, І. М. Микієвич // Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. - 2007. - Вип. 49. - С. 89-93 (узагальнення літературних даних, формулювання висновків).

5. Мамчур О. В. Хімічний склад рослин кукурудзи за дії регуляторів росту / О. В. Мамчур, О. І. Терек // Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. - 2009. - Вип. 51. - Ч. 3. - С.78-83 (розробка схеми дослідження, написання статті).

6. Федак О.В. (Мамчур О.В.) Вплив зеастимуліну та удобрення на врожай зеленої маси кукурудзи / Федак О.В., Сеньків Г.Й., Терек О.І. // Матеріали ХІ з`їзду Українського ботанічного товариства, (Харків, 25-27 вересня 2001). Х., 2001. - С. 401.

7. Мамчур О. Хімічний склад рослин кукурудзи за дії регуляторів росту та удобрення / О. Мамчур, О. Терек // Матеріали ІІ Міжнародної конференції [«Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти»], (Львів, 18-21 серп. 2004) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка. - Львів : Сполом, 2004. - С. 114.

8. Мамчур О. В. Ріст, розвиток рослин кукурудзи та їх врожайність за дії зеастимуліну та емістиму С / Мамчур О. В., Терек О. І., Сеньків Г. Й. // Матеріали ІІ Міжнародної конференції студентів і аспірантів [“Молодь і поступ в біології”], (Львів, 21-24 березня 2006 ) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка. - Львів : Сполом, 2006. - С. 390 - 391.

9. Мамчур О. В. Формування продуктивності кукурудзи за дії регуляторів росту в умовах західного Лісостепу / Мамчур О. В., Терек О. І. // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції [«Наукове забезпечення інноваційного розвитку аграрного виробництва в Карпатському регіоні»], (Чернівці, 27-27 липня 2007) / Ін-т землеробства і тваринництва зах. регіону УААН. - Оброшино, 2007. - С. 117 - 125 (проведення досліджень, написання статті).

10. Федак В. Органогенез рослин кукурудзи за дії регуляторів росту / В. Федак, О. Мамчур, О. Терек // Матеріали ІІІ Міжнародної конференції студентів і аспірантів [“Молодь і поступ в біології”], (Львів, 23- 27 квітня 2007) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка. - Львів : Сполом, 2007. - С. 444.

11. Мамчур О. Параметри врожайності кукурудзи за дії регуляторів росту рослин в умовах західного Лісостепу / О. Мамчур, О. Терек // Стан і біорізноманіття екосистем Шацького національного природного парку : Матеріали наукової конференції [«Фактори загрози біотичному різноманіттю: їх індикація та способи зниження негативної дії»], (Шацьк, 21-23 вересня 2007) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка, Шацький нац. прир. парк. - Львів : Сполом, 2007. - С. 107.

12. Мамчур О. Поживна цінність кукурудзи в умовах західного Лісостепу за дії вітчизняних регуляторів росту рослин / О. Мамчур, О. Терек // Матеріали ІІІ Міжнародної конференції [«Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти»], (Львів, 4-6 жовт. 2007) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка. - Львів : Вид. центр ЛНУ, 2007. - С. 77.

13. Мамчур О. Ріст рослин кукурудзи за дії регуляторів росту рослин в умовах західного Лісостепу України / О. Мамчур, О. Терек // Матеріали V Міжнародної конференції студентів і аспірантів [“Молодь і поступ в біології”], (Львів, 15-17 травня 2009) / Мін-во освіти України, Львів. нац. ун-т ім І. Франка. - Львів : Сполом, 2009. - С. 212.

АНОТАЦІЇ

кукурудза продуктивність зеастимулін україна

Мамчур О.В. Фізіологічні основи продуктивності рослин кукурудзи за дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С. - рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.12. - фізіологія рослин. - Уманський національний університет садівництва, Умань, 2010.

Дисертацію присвячено вивченню фізіолого-біохімічних особливостей формування продуктивності рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна в умовах західного Лісостепу України на ясно-сірих лісових поверхнево-оглеєних грунтах залежно від рівня грунтового удобрення і дії регуляторів росту рослин Зеастимуліну та Емістиму С.

Уперше проведено комплексне дослідження дії регуляторів росту Зеастимуліну та Емістиму С і рівнів грунтового удобрення на різних етапах онтогенезу рослин щодо фізіологічних особливостей формування продуктивності рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна на сірих лісових поверхнево-оглеєних грунтах західного Лісостепу. Встановлено, що за дії Зеастимуліну та Емістиму С у листках рослин кукурудзи сорту Закарпатська жовта зубовидна нагромаджується більше пігментів фотосинтезу та знижується вміст водорозчинних цукрів, особливо за умов достатнього рівня ґрунтового удобрення, що свідчить про значну функціональну активність фотосинтетичного апарату і позитивні зміни у донорно-акцепторних зв`язках між органами рослин. Показано, що Зеастимулін та Емістим С на фоні достатнього та оптимального рівня грунтового удобрення сприяють скороченню тривалості основних фенофаз кукурудзи, особливо у роки з несприятливими погодними умовами, що призводить до підвищення врожаю її зеленої маси та покращення його якості.

Ключові слова: фізіологічні основи врожайності, кукурудза, продуктивність, регулятори росту рослин, Зеастимулін, Емістим С.

Мамчур О.В. Физиологические основы продуктивности растений кукурузы при воздействии регуляторов роста Зеастимулина и Эмистима С. - рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.12. - физиология растений. - Уманский национальный университет садоводства, Умань, 2010.

Диссертация посвящена изучению физиолого-биохимических особенностей формирования продуктивности растений кукурузы сорта Закарпатская желтая зубовидная в условиях западной Лесостепи Украины на светло-серых лесных поверхностно-оглеенных почвах в зависимости от уровня почвенного удобрения и действия регуляторов роста растений Зеастимулина и Эмистима С. Впервые проведено комплексное исследование действия регуляторов роста Зеастимулина и Эмистима С и уровней почвенного удобрения на отдельных этапах онтогенеза растений относительно физиологических особенностей формирования производительности растений кукурузы сорта Закарпатская желтая зубовидная на светло-серых лесных поверхностно-оглеенных почвах западной Лесостепи. Показано, что регуляторы роста Зеастимулин и Эмистим С способствуют интенсивному росту и накоплению зеленой массы растениями кукурузы. Длительность основных этапов онтогенеза растений кукурузы определяется в большей степени ее генотипом и погодными условиями, но Зеастимулин и Эмистим С способствуют сокращению длительности основных фенофаз на 2-5 дней, особенно в годы с неблагоприятными погодными условиями. Ускорение темпов роста растений кукурузы и сокращение вегетации не сопровождется ускоренным их старением, что свидетельствует о возрастании адаптационного потенциала растений при действии регуляторов роста. Установлено, что Зеастимулин и Эмистим С приводят к накоплению фотосинтетических пигментов и уменьшению содержания водорастворимых сахаров в листьях растений кукурузы, что свидетельствует о высокой функциональной активности фотосинтетического аппарата и позитивных изменениях в донорно-акцепторних связях между органами растений .

Под влиянием Зеастимулина и Эмистима С обнаружено уменьшение относительной части листьев в зеленой массе кукурузы, что свидетельствует о дополнительном активировании метаболических процессов растений кукурузы. Показано, что оптимальный уровень удобрения является достаточным фактором для нормального развития растений кукурузы в условиях западной Лесостепи и обеспечивает развитие одного полноценного початка на растении. Регуляторы роста растений приводят к увеличению в надземной части кукурузы содержания золы, азота, калия и фосфора. Содержание протеина и жира при действии этих регуляторов роста практически не изменяется. Применение допосевной обработки растений кукурузы Зеастимулином и Эмистимом С на фоне оптимальной системы удобрения способствует значительному повышению ее продуктивности. При этом повышается урожайность зеленой массы, улучшается ее качество, возрастает экономическая эффективность выращивания кукурузы.

Ключевые слова: физиологические основы урожайности, кукуруза, продуктивность, регуляторы роста растений, Зеастимулин, Эмистим С.

Mamchur O.V. Physiological bases of the corn plants productivity under the actions of growth regulators Zeastimulin and Emistim C. - Manuscript .

The thesis for academic degree of a candidate of agricultural sciences on speciality 03.00.12. - Plant Physiology. - Uman National University of the Horticulture, Uman, 2010.

Dissertation is devoted to the study of physiological and biochemical features of the forming of corn plants productivity cv. Transkarpatian yellow teeth-shaped in the conditions of western Forest-steppe of Ukraine on grey forest soils depending on the ground fertilizer level and action of plants growth regulators Zeastimulin and Emistim C.

In the first time conducted complex research of growth regulators Zeastimulin and Emistim C action and ground fertilizer levels on the plant ontogenesis stages in relation to the physiology features of forming productivity of corn plants cv. Transkarpatian yellow teeth-shaped on grey forest soils of western Forest-steppe was conducted . It was established, that under actions of Zeastimulin and Emistim C in the leaves of corn plants cv. Transkarpatian yellow teeth-shaped accumulates more photosynthetic pigments and decreased soluble sugars content, especially at the condition of sufficient level of the soil fertilizers, that testifies high functional activity of photosynthetic system and positive changes in donor-acceptor interaction between the organs of corn plants. It was shown, that Zeastimulin and Emistim C on a background the sufficient and optimal level of the soil fertilizers contribute to reduction of duration ontogenesis stages of corn, especially in years with unfavorable weather condition, that increase productivity of corn green mass and improvement it quality.

Keywords: physiology bases of the productivity, corn, harvest, plant growth regulators, Zeastimulin, Emistim C.

Размещено на Allbest.ru

...