Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

Дядюченко Людмила Всеволодовна к.х.н., доцент

Морозовский Валентин Васильевич к.б.н.

Балахов Азамат Альфредович Младший научный сотрудник

Дмитриева Ирина Геннадиевна к.х.н., доцент

Для поиска новых регуляторов роста озимой пшеницы синтезированы ряды производных 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов, N-пиразоло-[3,4-b]пиридил-3-карбоксамидов и замещённых нафталин-2-сульфониламидов. Изучена рострегулирующая активность новых соединений и найдены вещества с высоким ростстимулирующим эффектом

Ключевые слова: БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ, РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА, ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА, ПИРАЗОЛОПИРИДИНЫ, ТИЕНОПИРИДИНЫ, НАФТАЛИНСУЛЬФОНИЛХЛОРИДЫ

Регуляторы роста растений достаточно широко применяются при решении многих задач в растениеводческой практике. С их помощью совершенствуются агротехнические приемы выращивания отдельных сельскохозяйственных культур. Применение физиологически активных веществ для регуляции роста и развития растений обусловлено широким спектром их действия на растения, возможностью направленно регулировать отдельные этапы развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, а, следовательно, для повышения урожайности и качества выращиваемой продукции. Стимуляторы роста, которые применяются на фоне внесения удобрений, обеспечивают растение дополнительной энергией, они дают возможность растению использовать эту энергию для перекачки в клетки большего количества питательных веществ из почвы, а также органических и минеральных удобрений.

В настоящее время наша химическая промышленность выпускает или осваивает выпуск многих высокоэффективных стимуляторов, ингибиторов, дефолиантов, гербицидов и десикантов, известных в мировой науке и практике. Правда, мы ещё серьёзно отстаём в масштабах их производства.

Отстает также от требований нашего растениеводства общий объем поисковых работ в области синтеза новых химических средств воздействия на растения, хотя за последние годы эти работы значительно расширились [1-10]. ростстимулирующий синтез пиридин карбоксамид

Данная работа направлена на поиск новых стимуляторов роста для озимой пшеницы - одной из наиболее значимых сельскохозяйственных культур.

Поиск проводили в классах ароматических и гетероциклических соединений, так как именно они широко распространены в природе в виде витаминов, алкалоидов, пигментов, являются составной частью животных и растительных клеток; многие из них имеют первостепенную важность для живых систем, служат ключевыми компонентами в биологических процессах.

С целью поиска были синтезированы следующие ряды соединений:

— N-замещённые нафталин-2-сульфониламиды 1a-j:

Где 1a R = метил, R¹ = бензил; 1b R = этил, R¹ = бензил; 1c R= метил, R¹= циклогексил; 1d R= Н, R¹= 4-метоксибензил; 1е R= Н, R¹= 2,5-диметоксифенил; 1f R,R¹= 2-метил-пиперидил; 1g R= Н, R¹= циклопропил; 1h R= Н, R¹= 2-хлорбензил; 1i R= Н, R¹ = тетрагидрофурил-2; 1j R= аллил, R¹= циклогексил.

--производные 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов 4a-n:

Где 2a R = CI; 2b R = H; 3, 4a R = H; R¹ = H, R² = 2-бромфенил; 4b R = H; R¹ = H, R² = 4-фторфенил; 4c R = H; R¹ = H, R² = 3-фторфенил; 4d R = CI; R¹ = H, R² = 3-фторфенил; 4e R = Н; R¹ = пропил, R² = пропил; 4f R = H; R¹ = пропил, R² = пропил; 4g R = H; R¹ = H, R² = 2,5-диметокси-4-хлорфенил; 4h R = CI; R¹ = H, R² = 2,5-диметокси-4-хлорфенил; 4i R = H; R¹,R² = 2,5-диметилпиперидин; 4j R = H, R¹,R² = 2,5-диметилпиперидин; 4k R = H, R¹ = H, R² = 2-йодфенил; 4l R = CI, R¹ = H, R² = 3-бромфенил; 4m R = H, R¹ = H, R² = 4-хлор-2,6-диэтилфенил; 4n R = CI, R¹ = H, R² = 4-хлор-2,6-диэтилфенил.

-- N-пиразоло-[3,4-b]пиридил-3-карбоксамидов 6a-k:

Где 5a R = CI, R¹ = H; 5b R = H, R¹ = H, 5c R = CI, R¹ = CH3; 5d R = H, R¹ = CH3; 6a R = CI, R¹ = CH3, R³ = 2-фторфенил; 6b R = CI, R¹ = CH3, R² = 4-бромфенил; 6c R = CI, R¹ = CH3, R² = 3-хлорфенил; 6d R = H, R¹ = CH3, R² = метилфенил; 6e R = CI, R¹ = CH3, R² = бензил; 6f R = CI, R¹ = CH3, R² = циклогексил; 6g R = CI, R¹ = CH3, R² = неопентил; 6h R = CI, R¹ = CH3, R² = нафтил-1; 6i R = CI, R¹ = CH3, R² = 3-хлoрметилфенил; 6j R = CI, R¹ = CH3, R² = циклогексил; 6k R = CI, R¹ = CH3, R² = 4-фторфенил; 6l R = H, R¹ = H, R² = 2-хлорфенил; 6m R = CI, R¹ = CH3, R² = 2-метоксифенил; n R = CI.

Для всех синтезированных соединений определены физико-химические константы (Т_пл., Т_кип.), их структура подтверждена элементным анализом, а также методами ИК- и ЯМР ¹Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Индивидуальность соединений установлена с помощью тонкослойной хроматографии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Оценку рострегулирующей активности синтезированных соединений проводили на растениях озимой пшеницы сорта Калым на экспериментальном поле ВНИИБЗР по стандартной методике ЦИНАО [11].

Для посева использовали элитные семена озимой пшеницы (Калым). Лабораторная всхожесть семян 97-98 %, норма высева 220 кг/га. Сорт Калым включён в Госреестр РФ с 2008 г и широко используется в хозяйствах Южного Федерального округа. Растения этого сорта устойчивы к основным болезням, средняя урожайность за многолетний период превышает 50 ц/га. Кроме того сорт отличается качественными мукомольными и хлебопекарными свойствами.

Вегетирующие растения озимой пшеницы обрабатывали водным раствором синтезированного соединения дважды: в фазу кущения (доза 40 г/га) и в фазу флагового листа (доза 40 г/га). Опрыскивание проводили с помощью опрыскивателя ОЭМП-16. Площадь опытной делянки 8 м², повторность 4-х кратная, размещение делянок последовательное.

Перед первой обработкой на делянках проведён учёт густоты стояния растений с помощью шаблонного квадрата (0,5 Х 0,5) 0,25 м². На опытном участке в процессе вегетации проводили наблюдения за основными фазами вегетации, болезнями и вредителями. Перед уборкой урожая на опытном участке проведён учёт густоты продуктивного стеблестоя и отбор модельных снопов для оценки основных элементов структуры урожая. Уборку урожая пшеницы осуществляли в период полного созревания зерна с помощью малогабаритного комбайна Хеге-125. С каждой делянки отбирали среднюю пробу зерна для последующего анализа качества.

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

Данные учётов и анализов подвергали статистической обработке методом дисперсионного анализа с помощью программы Microsoft Excel.

Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна растений, обработанных исследуемыми соединениями, в сравнении с контролем (необработанные растения).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

По результатам полевого скрининга во всех синтезированных рядах соединений были найдены представители, проявляющие ростстимулирующий эффект на высоком уровне. В таблицах 1-2 представлены данные наиболее активных препаратов.

Влияние регуляторов роста на структуру урожая озимой пшеницы отражено в таблице 1. Вполне очевидно, что положительное воздействие препаратов проявляется в достоверном повышении продуктивности кущения и густоты продуктивного стеблестоя по сравнению с контрольными растениями. Фактическая густота стояния растений, которая определяется по соотношению продуктивный стеблестой: продуктивное кущение, составляет в опыте от 255 до 268 шт/м², то есть разность между данными не превышает значения НСР₀₅ (13,8).

Что касается влияния изучаемых соединений на формирование элементов структуры урожая (длина колоса, количество колосков и зёрен, масса зерна) по сравнению с контролем, то оно наиболее выражено в увеличении количества колосков, особенно у соединений 4b и 4k. По озернённости колоса и массе зерна показатели были близкими между опытными вариантами и контролем.

Таблица 1

Влияние регуляторов роста на структуру урожая, продуктивность и качество зерна озимой пшеницы

Анализ данных структуры урожая позволяет прогнозировать значительную эффективность препаратов в части повышения продуктивности озимой пшеницы, что подтверждается результатами учёта урожая, приведёнными в таблице 2.

Таблица 2

Рострегулирующая активность синтезированных соединений на озимой пшенице сорта Калым

Во всех представленных опытных вариантах урожай зерна был существенно и достоверно выше, чем в контроле. Показатели качества зерна (содержание белка, клейковины и крахмала) в опытных вариантах и в контроле были идентичны.

Заключение

Таким образом, применение новых синтезированных соединений обеспечило существенное и достоверное повышение урожая зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем. Прибавка урожая к контролю составила 4,7-6,2 ц/га или 8,2-10,8 %.

Использование препаратов положительно влияет на формирование таких элементов структуры урожая, как продуктивное кущение и продуктивный стеблестой, что обеспечивает существенное повышение продуктивности культуры. Качественные показатели зерна (содержание белка, клейковины, крахмала) аналогичны контролю.

Мы полагаем, что разработанные нами соединения при соответствующей технологической и токсикологической доработке могут найти применение качестве регуляторов роста озимой пшеницы, тем самым расширить спектр используемых средств защиты растений.

Литература

1. Патент РФ, № 2432742. N-замещённые никотиноилмочевины, проявляющие рострегулирующую активность на проростках подсолнечника. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л.В., Стрелков В.Д., Исакова Л.И.и др. Опубликовано 10.11.2011.

2. Патент РФ, № 2404582. N-Фурфурил-2-(4,5,6-триметил-3-циано-2-пиридилсульфанил)ацетамид в качестве регулятора роста сахарной свёклы. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л.В., Назаренко В.Ю., Стрелков В.Д., и др. Опубликовано 27.11.2010.