НОВЫЙ СТИМУЛЯТОР РОСТА РАСТЕНИЙ ИНДОЛЬНОГО РЯДА

Барамысова Гульнара Турсиметовна

д-р хим. наук, профессор

АО «ИХН им. А.Б. Бектурова», г. Алматы

e-mail: baramisova@mail.ru

Джиембаев Булат Жазкенович

д-р хим. наук, профессор

РГКП « Каз.ГЖенПУ», г. Алматы

e-mail: ics-bulat@mail.ru

Тлеубаева Алтын Ахметвалиевна

канд. с.-х. наук, ТОО «КазНИИКО», п. Карасай

e-mail: niikoh.nauka@rambler.ru

В Казахстане сложились и успешно развиваются научные школы по различным направлениям современной науки. В области химических наук проводятся фундаментальные и прикладные исследования в области создания химических и медицинских препаратов, новых биологически активных веществ, изучаются их свойства и механизмы действия. Изучение химических модификаций природных и синтетических органических карбоновых кислот с полиспиртами и углеводами было начато в Институте химических наук академиком М.И. Горяевым и продолжено его учениками [1, с. 311]. Среди полученных ими веществ были выявлены соединения, обладающие высокой противоопухолевой, антимикробной, противовоспалительной, ростстимулирующей активностью и другими практически полезными свойствами [1, с. 332]. Однако широкие возможности использования этих соединений и синтеза их модифицированных производных далеко не исчерпаны и могут быть полезны для новых поисков и ценных внедрений в производство. Проводятся исследования, которые вносят определенный вклад в создание базы данных по направленному поиску нового поколения фитогормонов [2, с. 166].

Известно, что к недостаткам природного гетероауксина относятся неустойчивость при хранении (быстро темнеет на свету), фитотоксичность и невысокая эффективность в качестве стимулятора роста и урожайности сельско-хозяйственных культур.

Реакцией переэтерификации метилового эфира ИУК с сахарозой в присутствии щелочного катализатора (К₂СО₃) получены новые 6-О-моно (МЭСИУК) и 6,6’-диэ- (ДЭСИУК-2), триэфиры (ТЭСИУК) 3-индолил-уксусной кислоты с дисахаридом:

Сложные эфиры (СЭИУК) выделяли из реакционных смесей колоночной хроматографией на силикагеле, используя в качестве элюентов хлороформ и смеси растворителей хлороформ-метанол, взятых в соотношении 9-4:1. Моноэфир (МЭСИУК) хорошо растворим в воде, и диэфиры (ДЭСИУК-2) растворяются в органических растворителях (хлороформе, этилацетате). Состав и строение синтезированных соединений подтверждены данными элементного анализа, ИК, ПМР и ЯМР ¹³С спектроскопии.

Химическая модификация 3-индолилуксусной (ИУК) кислоты с сахарозой позволила увеличить растворимость в воде, стабильность при хранении и значительно уменьшить токсичность, а также обеспечить активный транспорт веществ за счет углеводного фрагмента, усилить и изменить физиологическую активность. В настоящее время накоплен значительный фактический материал, освещающий влияние синтезированных соединений на рост и развитие овощных культур. При испытаниях в лабораторных и полевых условиях на различных овощных культурах среди них были выявлены эффективные стимуляторы, которые имеют преимущества перед применяемыми препаратами — гетероауксином и калиевой соли гетероауксина [2, с. 176].

С целью расширения спектра действия фитогормонов изучено влияния сложных эфиров (МЭСИУК) и (ДЭСИУК-2) на всхожесть семян корнеплодов и их дальнейший рост и развитие.

Объектами исследований были семена сахарной свеклы (Beta vulgaris var. saccharifera), сорт Ялтушковская; семена моркови (Daucus sativus), сорт Алау, картофель (Solanum tuberosum L.), сорт «Теңіз».

Семена свеклы, лука и моркови туговсхожие. Семена овощных культур с различными физиологическими показателями и способностью к прорастанию нередко дает всходы на протяжении длительного периода (30—40 дней), что проводит к разнояросности растений. Применение стимуляторов роста при подготовке семян к посеву повышают энергию прорастания, полевую всхожесть и устойчивость к неблагоприятным факторам среды, препятствует распространению посевным материалом болезней и вредителей, при этом способствуют улучшению питания для появляющихся проростков, а также раннему созреванию и увеличению урожая.

С целью выявления биологической активности сложного эфира 3-индолилуксусной кислоты и сахарозы (МЭСИУК) в Казахском научно-исследовательском институте картофелеводства и овощеводства проведены исследования на технических и овощных культурах в течение двух лет.

В лабораторных условиях установлена оптимальная концентрация препарата МЭСИУК на энергию прорастания и всхожесть семян корнеплодов. Базой сравнения являлись семена, замоченные в воде (контроль), в качестве эталона брали семена, замоченные в растворе гетероауксина (ГАУ), (0,06 %). Учеты проросших семян проводили 2 срока: первый через 5 дней после обработки, определяли энергию прорастания, второй через 10 дней всхожесть семян. На картофеле учеты проводили через 10 и 15 дней.

Концентраций препаратов менялись от 1,0 до 0,0001 %. Контролем служили семена, замоченные в виде, эталоном — ГАУ, семена — в чашках Петри в термостате, клубни картофеля во влажной опилке. Повторность опыта шестикратная. Результаты лабораторных исследований показали, что препарат МЭСИУК активизировал энергию прорастания и всхожесть семян свеклы, лука и моркови в минимальных концентрациях.

В период вегетации проводили биометрические учеты: высота растений, число листьев, длина и диаметр корнеплодов, луковиц, масса ботвы, корнеплодов, луковиц и клубней картофеля. Биометрические особенности изучали путем замера 30 растений.

Учет урожая проводили путем взвешивания с каждой делянки по повторениям, в производственных условиях с площадей. Математическую обработку урожайных данных проводили дисперсионным методом по Доспехову [3, с. 263].

Таблица 1.

Влияние регуляторов роста на всхожесть семян овощных культур,%

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, предпосевная обработка семенного материала повышает всхожесть семян от 10,2 до 45 %. Наилучший процент всхожести семян оказался при обработке препаратом МЭСИУК в концентрации (1 мг/л). В результате исследования нами установлено, что введение в молекулярную структуре углеводного фрагменте значительно снижает дозу гетероауксина и его калиевой соли (60 мг/л), обеспечивая активный транспорт ИУК и усиливая биоактивность. При этом полевая всхожесть моркови повышается на 45,36 %, лука — 21,47 %, свеклы — 10,2 % по сравнению с контрольным вариантом. Далее отмечено, что в сравнении результатов с эталонным вариантом, ГАУ(60 мг/л), полевая всхожесть свеклы повышается в 2,3 раза (10 мг/л) и 3,8 раз (1 мг/л); моркови— в 2,04 раз (1 мг/л); лука—1,1 раз (1 мг/л).

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что предпосевная обработка туговсхожих семян овощных культур в малых концентрациях (0,001 и 0,0001 %) МЭСИУК увеличивает их энергию прорастания, активизируя появления всходов на 2—4 дня раньше [5, с. 3].

Обычно у картофеля трогаются в рост только главные почки верхушечных глазков, а боковые почки и пуповинные глазки трогаются в рост медленнее или остаются спящими. Это снижает число, образующихся побегов, и отрицательно влияют на урожай картофеля. Результаты, полученные в лабораторных условиях, показали, что соединение МЭСИУК в оптимальных дозах вызывает интенсивный рост почек клубней картофеля. Из приведенных данных таблицы 1 можно видеть, что обработка клубней препарата раствором увеличивает прорастание почек на 48,3 % (10 мг/л), а при обработке в 0,0001 %-ной концентрации — на 39,8 %. Увеличение пробуждения почек клубней происходит за счет прорастания боковых и пуповинных частей клубней.

Введение в молекулярную структуру ИУК углеводного фрагмента приводит к усилению физиологических процесс у растений. Данные, представленные в таблице 2, позволяют судить положительном воздействии изучаемых регуляторов роста растений на биометрические показатели овощных культур.

Одним из эффективных и простых приемов повышения урожайности является внекорневая обработка растений растворами стимуляторов. Установ-лено, что внекорневая обработка растений картофеля препаратом МЭСИУК положительно повлияла на нарастание массы клубней. Обработка растений картофеля активизирует поступление воды и минеральных веществ в растения и способствовало росту массы клубней, которая опережала контрольный вариант на 28,5 % или на 150,1 г.

Исследованиями установлено, что препарат МЭСИУК в малых концентрациях стимулировал рост и развитие растений, что в свою очередь приводит к повышению урожайности (таблица 3).