Программы регулирования продукционного процесса яровых зерновых культур: Статья "ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА НА СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОФИЛЛА В УСЛОВИЯХ ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ"

УДК 661.152.5

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА НА СОДЕРЖАНИЕ ХЛОРОФИЛЛА В УСЛОВИЯХ ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ

С.О. Забненкова, докт. биол. наук, профессор И.И. Серегина

РГАУ – МСХА им. К. А. Тимирязева

Аннотация. В вегетационном опыте в почвенной культуре изучено влияние селенита натрия на фотосинтетическую активность растений яровой пшеницы в условиях затоплени.

Введение.

Известно, что биологическая продуктивность сельскохозяйственных культур определяется активностью фотосинтетической деятельности растений. При этом лист является основным органом фотосинтеза, в котором происходит биохимический синтез, в результате которого образуются ассимиляты. Лист является донором ассимиялтов в репродуктивные органы [4]. Селен является одним из компонентов антиоксидантной системы растений, благодаря чему повышает устойчивость растений к стрессовым факторам. Важным значением селена является участие в формировании фотосинтетической активности растений, в частности, в реакциях образования хлорофилла. Само влияние селена на растения достаточно специфично: в малых дозах он стимулирует рост побегов, ускорение восстановительных свойств в корнях, особенно зерновых, а большие дозы элемента оказывают угнетающее действие на рост и развитие растений [3, 4].

Несмотря на положительное влияние селена на растения, он также является и микроэлементом, загрязняющим удобрения. При ненадлежащей заготовке удобрений количество селена может превысить предельно допустимую концентрацию, что впоследствии спровоцирует его токсическое воздействие на растения. На данный момент предельно допустимые концентрации селена в фосфорных удобрениях – 26 мг/кг удобрения на 1% P₂O₅, а в микроэлементных удобрениях – 180 мг/кг удобрения на 1% микроэлемента [1].

Исследования селена как необходимого элемента при внесении удобрений будут способствовать повышению урожайности и нормализации роста и развития растений, что впоследствии позволит получить качественный урожай сельскохозяйственных культур, особенно в условиях переувлажнения.

Цель: определить содержание хлорофилла а и б в разных условиях увлажнения при внесении селена.

Методика исследований: Для изучения влияния различных способов применения селена на рост, развитие и продуктивность сортов яровой пшеницы в условиях затопления в был проведен вегетационный опыт. Объектом исследований служила мягкая яровая пшеница интенсивных сортов Иволга и Лада. Вегетационный опыт проводили в вегетационном домике кафедры агрономической, биологической химии и радиологии РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.

Закладка вегетационного опыта осуществлялась по общепринятым методикам [2]. Растения выращивали в сосудах Вагнера емкостью 5 кг. Почва для опыта использовали дерново-подзолистую среднесуглинистая, взятая на полевой опытной станции РГАУ-МСХА, со следующей агрохимической характеристикой: рН_КСl – 5,7; Нг (по Каппену) - 1,2 мг-экв/100 г почвы; S (по Каппену-Гильковицу) – 13,0 мг-экв/100 г почвы, V – 91,5%, Nлг – мг/кг почвы, Sе – 80 мкг/кг. Обеспеченность почвы подвижными формами фосфора и калия составляла 180 (V класс) и 150 (IV класс) мг/кг почвы соответственно.

Уровень минерального питания в опыте создавали путем внесения солей NH₄NО₃, KH₂PО₄ и KCl. Во всех вариантах вносили фосфор и калий из расчета 100 мг/кг почвы каждого элемента, азот – из расчета 150 мг/кг почвы. В эксперименте варьировали условия водообеспечения: оптимальное (60% ПВ) и избыточное увлажнение почвы (90% ПВ). Продолжительность переувлажнения – 21 сутки, затем проводилось постепенное восстановление влажности почвы до 60 % ПВ.

Изучали два способа применения селена: предпосевная обработка семян, которая осуществлялась путем намачивания семян в растворе селенита натрия и некорневая подкормка, которая проводилась в фазу начала выхода в трубку. Обработку семян и опрыскивание растений проводили раствором соли с концентрацией 0,01 %. Посев осуществляли сухими семенами по 30 шт. на сосуд с последующим прореживанием в фазу кущения до 15 растений.

Повторность в вегетационном опыте была четырехкратной.

Результаты исследований и выводы: Данных по изучению действия селена на содержание хлорофилла в листьях растений в условиях затопления или переувлажнения нет, поэтому исследования, проведенные нами, имеют большую актуальность и практическую значимость.

Как видно из данных таблицы (табл. 1), в оптимальных условиях увлажнения почвы применение селена способствовало увеличению содержания хлорофилла а и б (суммы хлорофилла а и б) у обоих сортов пшеницы. У растений пшеницы сорта Иволга увеличение суммы произошло за счет и хлорофилла а и хлорофилла б, у растений пшеницы сорта Лада в основном за счет хлорофилла а. Следует отметить, что у пшеницы сорта Иволга в сумме хлорофиллов а и б при применении селена доля хлорофилла а снижается, а доля хлорофилла б увеличивается. У пшеницы сорта Лада, наоборот, растет доля хлорофилла б.

При этом на содержание хлорофилла также влияет способ применения селена и фаза развития растения. Содержание хлорофилла а больше в фазу выхода в трубку, причем у сорта Иволга содержание хлорофилла а больше при опрыскивании растений, а у сорта Лада – при предпосевной обработке семян. Содержание хлорофилла б также больше в фазу выхода в трубку, однако содержание для обоих сортов закономерно больше при опрыскивании растений.

Таблица 1

Coдeржaниe хлoрoфиллoв a и б в лиcтьях ярoвoй пшeницы в ycлoвиях oптимaльнoгo вoдooбecпeчeния, мг/кг cырoй мaccы

Вaриaнт oпытa			Coдeржaниe хлoрoфиллa в фaзy				Cyммa хлoрoфиллa a и б
Вaриaнт oпытa			a		б		Cyммa хлoрoфиллa a и б
дoзa aзoтa, мг/кг		примe- нeниe ceлeнa	выхoд в трyбкy	кoлoшeниe	выхoд в трyбкy	кoлoшeниe	выхoд в трyбкy	кoлoшeниe	выхoд в трyбкy	кoлoшeниe
coрт Ивoлгa
150	-		0,65	0,62	0,20	0,18	0,85	0,80	3,25	3,44
	ПOC		0,70	0,67	0,25	0,22	0,95	0,89	2,80	3,05
	OВР		0,71	0,68	0,27	0,23	0,98	0,91	2,63	2,96
	coрт Лaдa
	-		0,67	0,42	0,19	0,14	0,86	0,56	3,53	3,00
	ПOC		0,74	0,56	0,10	0,14	0,84	0,70	7,40	4,00
	OВР		0,71	0,60	0,15	0,10	0,86	0,70	4,73	6,00
НCР₀₅							-	-	-	-

В условиях переувлажнения почвы применение селена оказало положительное действие на накопление хлорофилла в листьях растений обоих сортов пшеницы (табл. 2). Выявлено, что большая эффективность действия селена на содержание зеленых пигментов проявляется при применении опрыскивания вегетирующих растений, что и подтверждает наши предыдущие выводы. Кроме того, получено, что селен улучшает структуру хлорофилльного комплекса листьев растений, о чем свидетельствует соотношении хлорофилла а и хлорофилла б.

Таблица 2

Дeйcтвиe ceлeнa нa coдeржaниe хлoрoфиллa в лиcтьях ярoвoй пшeницы в ycлoвиях пeрeyвлaжнeния пoчвы, мг/кг cырoй мaccы

Вaриaнт oпытa		Coдeржaниe хлoрoфиллa в фaзy				Cyммa хлoрoфиллa a и б
Вaриaнт oпытa		a		б		Cyммa хлoрoфиллa a и б
дoзa aзoтa, мг/кг	примe-нeниe ceлeнa	нaчaлo зaтoплeния	кoнeц зaтoплeния	нaчaлo зaтoплeния	кoнeц зaтoплeния	нaчaлo зaтoплeния	кoнeц зaтoплeния	нaчaлo зaтoплeния	кoнeц зaтoплeния
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
coрт Ивoлгa
150	-	0,89	1,19	0,30	0,36	1,19	1,55	2,97	3,31
	ПOC	1,12	1,25	0,35	0,39	1,47	1,64	3,20	3,21
	OВР	1,17	1,27	0,37	0,41	1,54	1,68	3,16	3,10
НCР₀₅						-	-	-	-
coрт Лaдa
150	-	0,80	1,12	0,25	0,35	1,05	1,47	3,20	3,20
	ПOC	0,99	1,20	0,33	0,37	1,32	1,57	3,00	3,24
	OВР	0,93	1,22	0,37	0,39	1,30	1,61	2,51	3,13
НCР₀₅						-	-	-	-

Исходя из данных исследований, можно сделать следующие выводы:

· Селен увеличивает фотосинтезирующую активность и улучшает структуру хлорофилльного комплекса листьев растений в условиях повышенного увлажнения, что положительно влияет на рост и развитие растений.

· Для разных сортов яровых зерновых требуется разная обработка селеном в условиях оптимального водообеспечения, так как у сортов имеются различия в биологических особенностях.

· В условиях переувлажнения почвы селен увеличивает содержание хлорофилла для обоих сортов и при опрыскивании вегетирующих растений.

Библиографический список.

1) Бэлл Р. В., Дэлл Б. Роль микроэлементов в устойчивом производстве продовольствия, кормов, волокна и биоэнергии; [перевод с английского]. – М. : Международный институт питания растений, 2017. – 244 с.

2) Кобзаренко В.И., Волобуева В.Ф., Серегина И.И., Ромодина Л.В. Агрохимические методы исследований: Учебник / В.И. Кобзаренко, В.Ф. Волобуева, И.И. Серегина, Л.В. Ромодина. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. 309 с.

3) Половинкина Е.О., Синицына Ю.В. Окислительный стресс и особенности воздействия слабых стрессоров физической природы на перекисный гомеостаз растительной клетки. Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет. 2010. 62 с.

4) Серегина И. И. Цинк, селен и регуляторы роста в агроценозе: монография. – Москва: Проспект, 2018. – 208 с.