Растениеводство 16 Марта 2020

Фактор соли: положительное влияние на почву и пшеницу

Фактор соли: положительное влияние на почву и пшеницу

Текст: А. Абдуллаев, член-корреспондент АН Республики Таджикистан; Х. Шарипова, К. Партоев, З. Хусейнов, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан

Как известно, неблагоприятные абиотические факторы оказывают существенное воздействие на сельскохозяйственные культуры. Среди стрессовых влияний выделяется почвенное засоление, действие которого на поля и растения является постоянным и имеет свои особенности. Однако в отдельных случаях раствор соли может принести пользу.

Изучение характеристик развития различных агрокультур в лабораторных условиях и биоценозах, а также их устойчивости к грибковым болезням и засолению представляет большой научный интерес. При этом наличие солей в почве является одним из самых распространенных факторов, отрицательно влияющих на рост многих видов, в том числе пшеницы.

ВЫСОКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ

Согласно информации Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, более 20% мировых посевных площадей и 50% орошаемых земель подвержены солевому стрессу. Высокая концентрация солей затрудняет поступление воды, нарушает структуру почвы и ухудшает ее водопоглотительные свойства. На засоление растение обычно отвечает как на клеточном, так и на уровне всего организма, причем во втором случае ключевое значение имеют крайне быстрое возникновение в клетках гидравлического сигнала и его передача в надземные органы.

Возделываемые виды и сорта различаются по чувствительности к засолению, при этом одним из главных критериев устойчивости является урожайность растений на подобных почвах, однако оценка этого показателя длительная и трудоемкая, хотя на начальных этапах онтогенеза резистентность культур может определяться по активности ростовой функции. Вообще, степень засоления зависит от многих факторов, но их совместное действие пока еще мало изучено, поэтому особое значение имеют научные исследования, посвященные данной теме, а также селекционные работы по выведению новых сортов зерновых культур, устойчивых к этому процессу и ржавчине. В связи с этим специалисты Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан провели собственное исследование, направленное на изучение влияния разной концентрации хлорида натрия на прорастание семян пшеницы, длину надземной части растений, корешков, а также на поражаемость ростков ржавчинами в лабораторных условиях.

ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРОБИРКИ

Для проведения научной работы использовались семь сортов пшеницы, которые в 2018 году были выращены в условиях Хатлонской области Республики Таджикистан. Исходный материал сортов ITMI-36, ITMI-49, ITMI-57, ITMI-63, ITMI-70 и ITMI-84 был получен из коллекции ФГБНУ «ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова» в 2017 году, а семена стандартной пшеницы Ормон местной селекции были взяты из Научно-исследовательского института «Земледелие» Таджикской академии сельскохозяйственных наук. С каждого сорта пшеницы выделялось по 60 зерен в трехкратной повторности для определения массы семян на электронных весах. В лабораторных условиях для их проращивания были изготовлены различные концентрации водной смеси NaCl — 0,5, 1 и 1,5%, для приготовления которых взвешивалось 2,5, 5 и 7,5 г хлорида натрия, растворяемых в 0,5 л дистиллированной воды. Впоследствии от каждого сорта пшеницы размещалось по 20 семян на поверхности фильтровальной бумаги, и они заливались опытным водным раствором в указанных концентрациях. На контроле использовалась дистиллированная вода без соли.

646464.png

Проращивание зерен проводилось в лабораторных условиях при температуре 18–20ºС. Через каждые двое суток измерялись различные параметры — количество проросших семян, длина ростков и корней растений по каждому сорту. Периодически чашки Петри с зернами заливались раствором заданной концентрации NaCl и дистиллированной водой, при этом фиксировалась температура воздуха в помещении. Повторность опытов была трехкратной. Статистическая обработка данных осуществлялась по методике Б. А. Доспехова с применением компьютерной программы для работы с электронными таблицами.

ПРОЦЕСС ПРОРАСТАНИЯ

Как показали результаты исследования, масса 20 зерен пшеницы различалась по сортам в зависимости от их генотипической особенности. Крупными и тяжелыми были семена сортов ITMI-57, ITMI-70 и ITMI-84, а более легкими — пшеницы Ормон, ITMI-36 и ITMI-49. При этом на контроле данный показатель на начальном этапе оказался на 8,3 и 16,7% больше, чем на вариантах с NaCl в концентрациях 0,5, 1,5 и 1% соответственно. Таким образом, по этому критерию между сортами и опытными группами наблюдались различия, причем по массе 20 семян также отмечалась дифференциация между вариантами эксперимента.

1. Влияние концентрации NaCl на сырую и сухую массу растений пше- ницы на девятый день от посева, %.png

В ходе исследований было установлено, что разные объемы содержания хлорида натрия неодинаково влияли на прорастание семян. В частности, на второй день от посева между контролем и вариантами с использованием соли в концентрации 0,5 и 1% заметная разница не наблюдалась, однако раствор с содержанием 1,5% NaCl привел к уменьшению скорости этого процесса на 1,1–1,8% относительно остальных групп образцов. На седьмой день изменения отмечались уже во всех вариантах опыта. Так, хлорид натрия в объеме 0,5 и 1% положительно повлиял на развитие семян пшеницы по сравнению с контрольными цифрами и концентрацией 1,5% — 100 и 96,6% против 80,7 и 72,9% соответственно, то есть в первом случае значения превысили контроль на 19,3 и 17,9%. Более того, раствор с содержанием 7,5 г соли привел к уменьшению прорастания на 7,8% по сравнению с проверочной пробиркой. Таким образом, под влиянием концентрации NaCl в объеме 0,5 и 1% ускоряется прорастание семян пшеницы, а под воздействием этого вещества в количестве 1,5%, наоборот, наблюдается снижение данного показателя. Следовательно, растворы хлорида натрия в дозах 0,5 и 1% оказывают стимулирующее влияние на процесс появления ростков.

2. Влияние концентрации NaCl на длину корешков пшеницы на девятый день от посева, см.png

ВНЕШНИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Во время экспериментов рассматриваемые концентрации NaCl неодинаково воздействовали на длину молодых растений. По этому признаку между контролем и вариантом с использованием 0,5% раствора наблюдалось небольшое различие — показатель у опытного образца превышал контрольные цифры на 4,5%, в то время как применение соли в концентрациях 1 и 1,5% отрицательно повлияло на размер проростков — они уменьшились на 29,5 и 68,8% соответственно по сравнению с проверочной группой. Таким образом, смесь с содержанием 2,5 г хлорида натрия оказывает положительное воздействие на длину ростков пшеницы относительно контрольных значений, а растворы 1 и 1,5% соли, наоборот, ингибируют процесс развития. Под влиянием NaCl также наблюдалось уменьшение длины корешков растений. Так, при использовании раствора в концентрациях 1 и 1,5% данный показатель сокращался по отношению к контролю на 25,6 и 76,9% соответственно.

3. Влияние водного раствора NaCl на прорастание семян пшеницы на второй и седьмой день от посева, %.png

Разное содержание NaCl в зависимости от генотипической особенности сортов различно воздействовало на сырую и сухую массу растений. Так, в среднем по всем сор­там вариант с концентрацией соли 1,5% вызывал уменьшение первого показателя по сравнению с контрольными значениями на 9,7%. По показателю сухой массы между всеми образцами существенная разница не отмечалась, за исключением случая применения 0,5% раствора NaCl, который обеспечивал увеличение сырой и сухой массы относительно контрольных цифр на 6,1 и 2,7% соответственно.

4. Влияние концентрации NaCl на длину ростков пшеницы на девятый день от посева, см.png

БОРЬБА С ОПАСНОСТЬЮ

Опыты показали, что под влиянием соли наблюдалось уменьшение поражения ростков пшеницы спорами черной ржавчины Puccinia graminis. В частности, сорта ITMI-57, ITMI-70 и ITMI-84 при использовании концентрации 0,5% NaCl вообще не повреждались спорами этого гриба, а на остальных сортах при указанном содержании хлорида натрия инфицирование составляло до 5%. В общем при применении этого количества соли наблюдалось уменьшение заражаемости исследованных сортов на 91% относительно контроля. На вариантах с содержанием 1 и 1,5% хлорида натрия пораженные спорами гриба черной ржавчины ростки пшеницы вообще отсутствовали. На контрольном варианте опыта инфицированность молодых растений у разных сортов достигала 5–55%. В этом случае наиболее устойчивыми к патогену оказались сорта ITMI-63, ITMI-70 и ITMI-84, у которых повреждаемость ростков равнялась 10–20%, а самой отзывчивой к воздействию болезни стала пшеница ITMI-36, ITMI-49 и ITMI-57 — заражаемость составляла 50–55%. Стандартный сорт Ормон повреждался спорами на 30%.

1. Влияние концентрации NaCl на сырую и сухую массу ростков различных сортов пшеницы, г.png

Безусловно, сильное засоление почвы может отрицательно сказаться на развитии пшеницы. Однако проведенные специалистами Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан научные исследования позволили установить, что под влиянием 0,5% раствора NaCl более 90% спор Puccinia graminis погибали, а при использовании 1 и 1,5% раствора хлорида натрия патогены уничтожались полностью. Данный факт свидетельствует о возможности обработки семян пшеницы перед посевом в производственных условиях водным солевым раствором в концентрации 0,5–1% в качестве нового агротехнологического приема для профилактики поражаемости этой культуры грибом черной ржавчины.

5. Влияние концентрации NaCl на уменьшение поражаемости ростков пшеницы исследуемых сортов спорами гриба черной ржавчины, %.png

Популярные статьи