ВПЛИВ поєднання вітамінів І фітогормони НА ПОЛІПШЕННЯ РОСТУ І МЕТАБОЛІЗМУ томатів ПРИ засолених
Замочування насіння і обприскування вегетуючих рослин томата розчинами поєднань вітамінів: пантотенова кислота-тіамін і фітогормонів: цитокинин-гіберелова кислота, і спільним їх поєднанням знижує токсичну дію хлоридного засолення, підвищуючи схожість насіння, ріст проростків, стебла, розміри листя, інтенсивність фотосинтезу і накопичення загального білка. Найбільш ефективно у всіх випадках комплексне поєднання вітамінів з фітогормонами.
Засолення все частіше починає визнаватися як фактор, що лімітує продуктивність сільськогосподарських культур. Страждання рослин від засолення носить комплексний характер. При засоленні знижується активність нуклеїнових кислот, порушується азотний обмін, призводить до розпаду білків і пригнічується їх синтез, пов'язаного з порушенням синтетичних процесів [4, 9,13], і гормонального балансу коренів [6]. У великій мірі страждає фотосинтетичний апарат від зниження вмісту хлорофілу і придушення інтенсивності фотосинтезу, аж до повного блокування [1, 5, 10]. Одним із заходів боротьби зі шкідливою дією засолення може служити загартовування рослин до засолення передпосівної обробкою насіння або вегетуючих рослин стимуляторами росту і метаболічних процесів. Так відзначені факти зниження шкідливого впливу сольового стресу обробкою фитогормонами 6-БАП, ГК, ІУК [10, 15, 16]. Потенційними інактіватори сольового стресу, на нашу думку, можуть служити і вітаміни групи В, які є ендогенними регуляторами метаболізму, що може бути основою для зниження негативної дії сольового стресу на цей процес. Відомостей в вивченої нами літературі про характер дії вітамінів при засоленні не виявлено. У зв'язку з цим дані дослідження були присвячені вивченню впливу поєднань вітамінів і фітогормонів на поліпшення ростових і метаболічних процесів рослин томатів при сольовому стресі.
Як об'єкт дослідження служив томат Licopersicun esculentum сорти Волгоградський 5/95. Схожість насіння і ріст проростків вивчали на сольових розчинах, в яких пророщували насіння, попередньо замочені в Тече 12 год в розчинах вітамінів і фітогормонів у наступних варіантах:
1. Пантотеновакислота (ПК) + тіамін (Ті), в концентрації 20 і 40 мг / л, відповідно.
2. гіберелова кислота (ГК) + цитокинин (ЦТК), в концентрації 20 і 2 мг / л.
3. ПК + Ті + ГК + ЦТК, в тих же концентраціях.
4. Контроль, дистильована вода. Пророщування проводили в термостаті в чашках Петрі.
Результати та їх обговорення
З даних табл. 1 чітко видно придушення проростання насіння томата і інтенсивності росту органів проростків, кореня і втечі, адекватно зростанню ступеня хлоридного засолення. При осмотичний тиск 0,1 і 0,2 атм. проростання насіння придушувалося незначно, тоді як при 0,4 атм. проростання знизилася до 50%, а при 0,8 атм. було повне придушення.
Вплив ступеня хлоридного засолення на схожість насіння
і ріст проростків томата Волгоградський 5/95
осмотический
потенціал, атм.
Більш чутливими виявилися до засолення розвиваються органи зародка. Лінійний ріст 7-денних проростків як кореня, так і гіпокотиля різко знижувався вже при 0,1 і 0,2 атм. і придушення кореня склало 44 і 52%, а гіпокотиля - 65 і 84%, відповідно. При рівні осмотичного потенціалу в 0,4 атм. переважної проростання насіння на 50%, пригнічення росту кореня склало 68%, а гіпокотиля - 81%.
З результатів проведеного досліду була визначена робоча концентрація сольового розчину для подальшого вивчення ефекту вітамінів і фітогормонів, що забезпечує близькому до 50% -му пригнічення росту, рівній 0,4 атм. осмотичного потенціалу розчину NaCl.
Замочування насіння в розчинах вітамінів і фітогормонів сприяло в різному ступені зниження переважної дії засолення на зростання 7-денних проростків томатів. Стимулювання ростових процесів, як без засолення, так і ступінь зниження негативної дії засолення для них були різні, кожне з сполук в тій чи іншій мірі знижувало токсичну дію солі (табл. 2).
Вплив поєднань вітамінів і фітогормонів на ріст проростків томата
Волгоградський 5/95 при хлоридном засоленні
Зростання проростків томата, мм
Осмотический потенціал, атм.
Осмотический потенціал, атм.
Найбільш ефективна в стимулюванні зростання без засолення була ПК і ЦТК, з тіаміном виявилося навіть деяке зниження, а гиббереллин стимулював тільки ріст стебла. Але як в стимулюванні зростання без засолення, так і в інактивації сольового стресу були більш ефективні ПК і ЦТК, так само значний ефект показали Ті і ГК. Якщо наші результати ефективного нівелювання фитогормонами токсичності засолення узгоджуються з літературними даними [9 12, 15, 16], то для вітамінів цей ефект встановлений нами вперше.
З огляду на той факт, що вітаміни є регуляторами біохімічних процесів, будучи коферментами складних ферментів, які контролюють численні реакції обміну речовин, а фітогормони, в основному, є специфічними регуляторами росту, то їх спільна дія охоплює більш широкий спектр фізіологічних і метаболічних процесів рослини, в результаті чого проявляється їх адитивна дія і синергізм. Це добре простежується в дослідах у водному культурі, при додатковій обробці поєднанням вітамінів і фітогормонів по вегетуючих рослинах, в тих же поєднаннях, і варіантах, що і замочували насіння, що видно по зростанню стебла у 70-денних рослин, яке представлено в табл. 3.
Вплив поєднань вітамінів і фітогормонів на ріст стебла томата
Волгоградський 5/95 в умовах хлоридного засолення (0,4 атм. NaCl)
Висота стебла, см
ПК + Ті + ГК + ЦТК
Поєднання двох вітамінів і двох фітогормонів показали поліпшення росту стебла, особливо при обробці фитогормонами, але найефективніший вплив справив комплекс вітамінів з фітогормонами: поєднання вітамінів знизили шкідливий вплив засолення на 14%, фітогормонів - на 19%, а їх спільне поєднання підвищило зростання, по порівняно з засоленням, на 28% томата Волгоградський 5/9 у водному культурі при хлоридном засоленні середовища.
Одночасне застосування вітамінів і фітогормонів у умовах засолення дуже сприятливо впливає і на формування фотосинтетичного апарату та продуктивність фотосинтезу. Обробка рослин вітамінами і фітогормонами, знімаючи шкідливу дію солі на ріст стебла, сприяли і збільшення числа листя і їх розмірів. Найбільш потужні листя формувалися при одночасному застосуванні вітамінів спільно з фітогормонами (табл. 4).
Вплив поєднань вітамінів і фітогормонів на формування листового апарату
томату Волгоградський 5/95 в умовах хлоридного засолення (0,4 атм. NaCl)
Слід відзначити той факт, що при обробці рослин поєднанням ГК і ЦТК на 70-ту добу було відзначено явне прискорення розвитку рослин. У цьому варіанті відзначено початок цвітіння рослин, тоді як в інших випадках рослини перебували в стані вегетативного росту.
хлорофіл,
мг / г сирої ваги
Інтенсивність фотосинтезу,
мг СО2 / м2 / ч
3,247 ± 0,136
4,881 ± 0,159
3,326 ± 0,133
12,488 ± 0,350
3,065 ± 0,116
15,730 ± 0,519
ПК + Ті + ГК + ЦТК
2,819 ± 0,113
19,707 ± 0,965
Як бачимо, отримані нами дані свідчать про те, що обробка рослин екзогенними вітамінами і фітогормонами сприяє при сольовому стресі, значного зниження переважної дії хлориду натрію на ростові і біосинтетичні процеси, пов'язане з індукцією адаптивних процесів.
Наявні в літературі дані свідчать про безсумнівну участю фітогормонів у формуванні стресових реакцій і їх вплив на біосинтез стресових білків. Баланс фітогормонів в умовах стресу є одним з факторів, що формує адаптивний синдром (7,8). Репрограммирование генома при стресі, що призводять до синтезу специфічних білків, які допомагають клітині перенести екстремальні впливи, є загальним принципом відповіді клітини на багато стреси, в тому числі і сольовий. У зв'язку з цим стало необхідним з'ясувати вплив, як фітогормонів, так і вітамінів, на накопичення загального білка при сольового стресу у томата, тим більше, що відомостей про дію вітамінів на сольовий стрес нами в літературі не виявлено.
0,286 ± 0,010
Таким чином, підвищення стійкості томатів до засолення, при обробці комплексним поєднанням вітамінів і фітогормонів, реалізується через поліпшення білкового обміну, як основного механізму пристосування рослин до стресових ситуацій. Найбільш ефективно поєднання вітамінів з фітогормонами. Обробка рослин біологічно активними речовинами в поєднанні вітамінів і фітогормонів може бути ефективною альтернативою в боротьбі зі шкідливою дією надлишкового засолення на томатах, можна вважати і інших культур, в порівнянні з багатовитратним агротехнічними або меліоративними прийомами знесолення грунту.
Пропонуємо вашій увазі журнали, що видаються у видавництві «Академія природознавства»
(Високий імпакт-фактор РИНЦ, тематика журналів охоплює всі наукові напрямки)