INFLUENCE OF COORDINATION COMPOUNDS OF MICRONUTRIENT ELEMENTS ON COTTON PLANT GROWTH AND YIELD

Full Text

В комплексе факторов, влияющих на продуктивность сельскохозяйственных культур, в том числе и хлопчатника, важное место отводится сочетанию макроэлементов с микроэлементами. Известно, что содержание микроэлементов в почвах Средней Азии низкое. Слабая доступностью их растениям обусловлена воздействием таких факторов, как реакция почвенного раствора, механический состав почвы, количество и состав органического вещества и т.д. Органическое вещество почвы особенно сильно снижает доступность растениям меди, кобальта и др. В системе интенсивного земледелия разработка вопросов питания и применения минеральных удобрений под хлопчатник с целью получения высокого и рано созревающего урожая с хорошим качеством волокна должна включать полное и сбалансированное обеспечение потребностей этой культуры не только основными элементами питания (NPK), но и микроэлементами (Mn, Zn, Cu) [1]. Использование координационных соединений микроэлементов оказывает положительное влияние на ход физиолого-биохимических процессов и урожайность различных сортов хлопчатника [2]. Различие в прибавке урожая, полученного при внесении координационных соединений микроэлементов в зависимости от сортовых особенностей хлопчатника, не существенно. Целесообразность использования комплексных соединений микроэлементов под сельскохозяйственные растения определяется тем, что они характеризуются прочностью связи металла с хелатообразователем и трудностью замены его другим металлом, способностью противостоять микробиологическому воздействию, устойчивостью гидролиза и растворимостью, отсутствием способности к осаждению, хорошей усвояемостью растением [1]. Исследователи утверждают, что замачивание семян хлопчатника в растворах меди и бора несколько замедляет рост главного стебля, однако увеличивает количество симподий [3, 4]. Одним из значительных резервов повышения урожайности хлопчатника является использование при возделывании этой культуры факторов, обеспечивающих максимальное сохранение в растении плодовых органов, большое количество которых при неблагоприятных условиях опадает, нанося ощутимый урон урожаю. Куст хлопчатника сбрасывает 20-40 коробочек. Это зависит от внешних и внутренних характеристик хлопчатника: высота растений, количество бутонов, темпы цветения и раскрытия коробочек, число опавших плодоэлементов, а также от интенсивности транспирации, активности окислительно-восстановительных ферментов [5]. Цель исследований - повышение жизнеспособности и устойчивости семян различных сортов хлопчатника в неблагоприятных почвенно-климатических условиях Узбекистана. Задачи исследований - изучить влияние координационных соединений микроэлементов меди, бора и кобальта на рост, развитие и урожайность хлопчатника. Материалы и методы исследований. В целях изучения действия на хлопчатник вновь синтезированных комплексных соединений микроэлементов были заложены полевые опыты на территории опытной станции Ташкентского Государственного аграрного университета (ТашГАУ). Почвы опытного участка - типичные сероземы с глубоким залеганием грунтовых вод. Содержание общего азота 0,117%, фосфора 0,243%, калия 2,17% и гумуса 1,202%. Агротехника опыта общепринятая и соответствует методике полевых опытов научно-исследовательского института хлопководства. В качестве азотного удобрения использовали аммиачную селитру, фосфор в форме суперфосфата, калий в форме KCl в дозах N250P175K125 кг/га. Фосфор полностью вносили осенью под зябь, азот: 30% перед посевом, 35% в фазе бутонизации, 35% в фазе цветения. Половину дозы калия вносили в фазе бутонизации, оставшуюся половину - в период цветения. Микроэлементы вносили при замачивании семян хлопчатника перед посевом в оптимальных концентрациях (0,02-0,03%) и с основными удобрениями в фазе начала бутонизации (6-8 кг/га). Результаты исследований. В последние годы в физиологии растений, агрохимии питания растений микроэлементами и на практике их применения в сельском хозяйстве большое внимание уделяется внутрикомплексным соединениям микроэлементов под названием комплексоны или хелаты. Целесообразность использования комплексных соединений микроэлементов под сельскохозяйственные культуры определяется тем, что они характеризуются прочностью связи металла с хелатообразователем и трудностью замены его другим металлом, способностью противостоять микробиологическому воздействию, устойчивостью гидролиза и растворимостью, отсутствием способности к осаждению, хорошей усвояемостью растением. Микроэлементы и стимулятор диацетатмоноэтаноламин влияют на количество симподий, бутонов и цветков в различные сроки роста и развития разных сортов хлопчатника. Влияние меди, бора и их смеси со стимулятором диацетатмоноэтаноламином приводит к усилению роста и развития хлопчатника [6, 7]. Поглощение воды семенами - необходимое условие для их набухания и перехода к активной жизнедеятельности. В этот период начинают активизироваться метаболические процессы, определяющие рост клеток и прорастание семян. Под влиянием микроэлементов усиливается процесс синтеза специфической матричной РНК, изменяется уровень белкового обмена семян, как основа клеточного метаболизма. Для дифференциации продолжительности замачивания семян в растворах микроэлементов были изучены электрофоретические показатели семян хлопчатника после 24, 48 и 72 часов. Под влиянием координационных соединений микроэлементов усиливается гидролитический распад белков (табл. 1). Таблица 1 Электрофоретические показатели проростков семян хлопчатника при замачивании их с координационными соединениями микроэлементов Варианты Количество белковых полос Через 24 ч Через 48 ч Через 72 ч Контроль (вода) 13 12 12 Кобальт-34 12 12 11 Кобальт-8 13 11 8 Медь-12 11 11 11 Медь-156 14 11 7 Медь-12 и кобальт-34 ускоряют распад белков после 24 часов замачивания семян, в которых насчитывается 11 и 12 электрофоретических белковых полос против 13. В этих вариантах распад белковых веществ на более простые (аминокислоты, аммиак и др.) способствует прорастанию семян хлопчатника. После двух суток замачивания семян хлопчатника во всех вариантах наблюдается количественное уменьшение электрофоретических белковых полос, особенно в вариантах с кобальтом-8 и медью-12. Замачивание семян продолжительностью 72 часа ускоряет распад белков (с 13 до 7 электрофоретических белковых полос), при этом наблюдается усиленное прорастание семян. Таким образом, замачивание семян хлопчатника более 24 часов снижает качество посевного материала, усиливает распад белковых веществ, которые энергично расходуются на прорастание хлопчатника, что затрудняет посев, повреждая большое количество семян. В связи с этим рекомендуется 24-часовое замачивание семян хлопчатника для получения ранних и дружных всходов, что согласуется с результатами опытов других исследователей. Замачивание семян хлопчатника перед посевом, активизируя энергию прорастания, заметно стимулирует всхожесть семян хлопчатника. Важное место отводится выявлению и изучению биостимулирующего эффекта вновь синтезированных координационных соединений микроэлементов на прорастание семян хлопчатника. Наблюдается стимулирующее действие кобальта-34 на полевую всхожесть семян хлопчатника - получены дружные всходы (на 23,0% больше, чем в контроле). Предпосевная обработка семян микроэлементами способствует более интенсивному росту проростков, повышению их жизнеспособности и устойчивости против неблагоприятных условий вследствие усиления метаболизма азотистых веществ, что является одним из важных факторов получения дружных и здоровых всходов. Раннее и массовое появление всходов оказывает положительное действие на появление настоящих листочков и дальнейший рост и развитие хлопчатника. Появление первых, третьих и пятых настоящих листьев под влиянием координационных соединений микроэлементов ускоряется на 17-28% но сравнению с контролем, что способствует раннему образованию ассимиляционных органов, которые играют решающую роль в повышении продуктивности хлопчатника (табл. 2). Таблица 2 Влияние координационных соединений микроэлементов на появление 1, 3 и 5 настоящих листьев, % Варианты опыта Появление 1 настоящего листа Появление 3 настоящих листьев Появление 5 настоящих листьев Дата учета 27.04 01.05 04.05 07.05 11.05 16.05 12.05 16.05 21.05 Контроль 20,0 48,2 60,7 25,5 44,2 61,5 24,5 41,0 57,7 Со-34 48,4 74,2 96,8 52,0 66,5 96,5 53,1 65,2 85,4 Со-8 35,7 61,3 80,1 41,2 58,5 81,8 44,0 62,5 79,2 Со-102 36,7 62,5 78,3 44,5 60,3 84,3 43,8 50,3 78,6 Медь-12 40,0 70,3 85,7 47,2 63,0 90,3 54,3 70,3 92,0 Медь-156 38,3 60,4 79,6 60,0 72,0 91,5 51,7 68,5 84,3 Замачивание семян и подкормка координационными соединениями микроэлементов, оказывая положительное действие на образование генеративных органов, существенно ускоряет их появление (табл. 3). Замачивание семян и подкормка микроэлементом кобальт-34 ускоряет образование бутонов на 28% по сравнению с контролем. В остальных вариантах опережение образования бутонов составляет 13-26% (табл. 3). Таблица 3 Влияние координационных соединений микроэлементов на появление генеративных органов хлопчатника, % Варианты опыта Появление бутонов Цветение Плодообразование Дата учета 30.06 13.07 16.07 22.07 26.07 30.07 1.08 4.08 6.10 10.08 Контроль 24,7 57,2 72,5 28,2 39,7 68,7 22,1 58,0 62,5 75,5 Со-34 51,5 85,0 100,0 52,3 68,2 100 48,7 84,3 88,6 100 Со-8 40,2 72,5 90,6 44,5 64,7 97,6 42,6 76,4 80,3 91,3 Со-102 41,2 75,4 96,6 44,5 64,7 97,6 42,6 76,4 80,3 91,3 Медь-12 42,1 79,6 98,6 50,6 63,1 100 45,6 79,3 84,7 100 Медь-156 39,5 74,6 88,3 42,6 62,6 46,3 40,1 71,5 76,5 91,7 Микроэлементы с разными соединениями лиганда оказывают не идентичное действие на раскрытие коробочек (табл. 4). Таблица 4 Влияние координационных соединений микроэлементов на темп раскрытия коробочек хлопчатника, % Варианты опыта Даты учета 29.08 04.09 10.09 15.09 19.09 Контроль 1,6 15,0 23,5 57,2 74,1 Со-34 30,4 45,0 58,1 89.7 100 Со-8 17,6 31,3 43,1 72,7 98,3 Со-102 20,1 28,7 54,3 81,7 100 Медь-12 26,5 39,3 58,3 89,3 100 Медь-156 14,5 25,4 48,3 69,4 97,7 Для получения устойчивых урожаев с высоким качеством хлопка-сырца все большее значение наряду со сбалансированным азотно-калийным и фосфорным питанием приобретает применение микроэлементов. Недостаток их может привести к существенным нарушениям роста и развития растений, снижению урожайности и ухудшению качества продукции, так как микроэлементы играют важную роль в процессах метаболизма. Многолетние результаты научно-исследовательских работ и практика применения микроэлементов в составе минеральных удобрений под хлопчатник показывают низкую эффективность неорганических солей микроэлементов в карбонатных почвах хлопковых районов Средней Азии. Это связано с тем, что неорганические соли микроэлементов в почве превращаются в нерастворимые формы, малодоступные для растений. Под влиянием кобальта-34 на 28% ускоряется раскрытие коробочек в сравнении с контролем. Стимулирующее действие меди на раннее созревание растений хлопчатника составляет 14,5-26,5% против 1,6%. Опыты показали, что замачивание семян перед посевом и подкормка хлопчатника в период бутонизации отличались не только более интенсивным ростом и развитием, но и большей продуктивностью (табл. 5). Таблица 5 Влияние координационных соединений микроэлементов на урожайность хлопчатника Варианты опыта Урожай хлопка-сырца, ц/га Прибавка урожая ц/га % Контроль 33,1±0,4 - - Со-34 39,3±0,3 6,2±0,10 18,7±3,4 Со-8 37,5±0,2 4,4±0,15 13,3±2,3 Со-102 37,3±0,2 4,2±0,12 12,7±7,7 Медь-12 37,8±0,2 4,7±0,31 14,2±2,3 Медь-156 37,5±0,3 4,4±0,37 13,3±1,8 Урожайность хлопчатника в контроле составила 33,1 ц/га, в опытных вариантах 37,5-39,3 ц/га, следовательно прибавка урожая составила 4,2-6,2 ц/га. Заключение. Предпосевная обработка семян координационными соединениями микроэлементов способствует активизации прорастания семян хлопчатника, ускорению наступления фенофаз и приводит к раннему раскрытию коробочек (до 32% по сравнению с контролем). Замачивание семян и подкормка координационными соединениями кобальта, меди с различной природой лигандов увеличивает урожайность хлопчатника до 6,2 ц/га.

About the authors

F. N. Pirakhunova

Tashkent Pharmaceutical Institute

Email: Farida.piroxunova@mail.ru
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department «Medical and Biological Sciences» Uzbekistan, Tashkent

A. A. Abzalov

Tashkent Pharmaceutical Institute

Email: akmal.38@yandex.ru
Candidate of Biological Sciences, Professor of the Department «Medical and Biological Sciences» Uzbekistan, Tashkent

A. A. Turakulov

Termez Branch of the Tashkent Agrarian University

Email: termizdau@agro.uz
Dean of the faculty of «Agrologistics and Business» Surkhandarysk region, Termez district, village Limonar, the Settlement Yangiobod

References

Supplementary files