Засіб підвищення посухостійкості саджанців деревних рослин

Засіб підвищення посухостійкості саджанців деревних рослин, який застосовується для оброб Корисна модель належить до лісівництва, а саме підвищенню посухостійкості саджанців видів деревних рослин в міських зелених насадженнях та лісових розсадниках Захист саджанців деревних рослин від ґрунтової посухи у лісових розсадниках, коли слабкий розвиток кореневої системи обмежує їх оптимальне забезпечення, являється актуальною проблемою Водночас вона пріоритетна і для міського зеленого будівництва, де спостерігається хронічний дефіцит ґрунтової вологи, особливо у весняНО-ЛІТНІЙ вегетаційний період Стресова дія посухи спричиняє гальмування доступу вологи до кореневої системи, що призводить до зменшення водозатримної здатності, зниження інтенсивності фотосинтезу та підвищення транспірації листків саджанців деревних рослин [1, 3] Виходячи з цього, підвищення посухостійкості саджанців деревних видів рослин можна вирішити шляхом зниження інтенсивності транспірації, що зменшує втрати води клітинами, та використанням бюлопчно-активних речовин, які індукують адаптивні реакції організму на зневоднення Так, згідно патенту [8], пропонується препарат, що обмежує випаровування води листками деревних рослин, який складається з неюногенних коемульгаторів, екстракту бюліпщів, мінеральних масел та парафінсульфамідів Даний препарат утворює на листках і хвої плівку, яка зменшує розміри продихів та інтенсивність фотосинтезу Гальмування фотосинтетичної активності обумовлено блокуванням плівкою газообмінних процесів між рослиною і навколишнім середовищем, зокрема різким зростанням ки листкової поверхні за умов фунтової посухи, який відрізняється тим, що для збільшення частки зв'язаної води осмотичними або високополімерними речовинами клітин, а також відновлення інтенсивності фотосинтезу, використовують водні розчини полімерних регуляторів росту полістимуліну К і полютимуліну А-6 з пролонгованою цитокініновою та ауксиновою дією в концентрації 10 4 М за діючою речовиною дифузійного опору для вуглекислого газу [2], що шкідливо для деревних рослин за умов тривалої посухи До препаратів іншого типу відноситься "Риверм" (прототип) - рідке суспендоване органічне добриво, отримане шляхом гідромеханічної диспергацп бюгумуса, що містить у складі гумус, воду, азот, фосфор, калій, мікроелементи, бактеріальну флору [6] Технологія застосування препарату "Риверм" розроблена співробітниками кафедри аналітичної і бюнеорганічної хімії Національного аграрного університету під керівництвом В А Копилевича, які рекомендують позакореневе підживлення "Ривермом" сільськогосподарських культур в зонах ризикованого землеробства в концентрації 5л/га (0,002% розчину) Однак, "Риверм" не містить у складі речовин фітогормональної дії, баланс яких регулює функціонування продихового апарату і, таким чином, енерго- та водообмін рослин [2] З метою усунення вказаних недоліків і об'єднання двох різних ПІДХОДІВ нами пропонується принципово новий засіб захисту саджанців видів деревних рослин від ґрунтової посухи шляхом застосування полімерних регуляторів росту - полістимуліну К і полютимуліну А-6 В основу винаходу покладено унікальні властивості полістимулінів утворювати тонку полімерну плівку, яка обмежує випаровування води і не порушує фотосинтезу, а також фізіологічна дія ауксину та цитокініну, що входять до їх складу, які посилюють адаптивні реакції рослин на зневоднення [2, 7, 9] C M О) 11420 Полістимуліни відносяться до полімерних регуляторів росту, які синтезовані в Російському хіміко-технологічному університеті ім. Д.І. Менделєєва [9]. Вони відрізняються від своїх попередників пролонгованою фітогормональною дією, відсутністю морфологічних і фізіологічних ефектів, мутагенної активності [2, 9]. Полістимулін К - полімерне похідне цитокініну 6-бензиламінопурину, полістимулін А-6 - полімерне похідне 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти. Показано, що дія полістимулінів на рослини має поліфункціональну природу [2]. По-перше, розчин полімерного матриксу при екзогенній обробці утворює еластичну, щільну і структуровану плівку на листковій поверхні, яка захищає рослини від втрати води в умовах посухи. Плівці властива здатність колоїдного гелю незворотно нагромаджувати вологу і осмотично підтримувати значно вищий водний потенціал порівняно з атмосферою. Подруге, біологічно активні речовини ауксинової (2,4дихлорфеноксиоцтова кислота) і цитокінінової (6бензиламінопурин) дії, які входять до складу полістимулінів, пролонговано вивільняються з матриксу полімеру, проникають через лігнізований епідерміс до клітинних стінок, регулюють процеси водообміну та осмотичний потенціал клітинних стінок [2, 9]. Відмінними від прототипу ознаками у винаході, що заявляється, є: - збільшення частки зв'язаної води осмотичними або високополімерними речовинами клітин саджанців деревних рослин в умовах ґрунтової посухи; - відновлення інтенсивності фотосинтезу саджанців деревних рослин в умовах ґрунтової посухи. Об'єктами досліджень слугували дворічні саджанці різних за посухостійкістю видів деревних рослин: дуб черешчатий (звичайний) (Quercus robur L. Scop.), липа широколиста (Tilia platyphyllos Scop.), бархат амурський (Phellodendron amurense Rupr.), ясен звичайний (Fraxinus excelsior L), клен гостролистий (платановидний) {Acer platanoides L), береза бородавчаста (Betula verrucosa Ehrh.), ялина звичайна (Рісеа excelsa (Lam.) Link.). Для приготування маточного розчину полістимулінів беруть наважку 14,7г полістимуліну А-6 і 15г полістимуліну К, що відповідає 10*2М за діючою речовиною, заливають 1л підкисленої дистильованої води з рН5,5-6, постійно перемішують на магнітному змішувачі при температурі 45-50°С протягом Югод до повного розчинення полімера. При цьому кислотність розчину періодично підтримується титруванням. Готовий маточний розчин розбавляють водою до необхідної концентрації діючої речовини і рівномірно обприскують листкову поверхню. Визначення частки води, зв'язаної осмотичними і високополімерними речовинами клітини, проводили за методикою [5]. Вимірювання інтенсивності фотосинтезу листків саджанців деревних рослин виконували за методом [4]. Посуху створювали шляхом припинення поливу рослин в посудинах з подальшим підтриманням вологості ваговим методом на рівні 40% ПВ протягом 20 діб. Приклад 1. Досліджувалась дія препарату "Риверм" (прототип), полістимуліну К і полістимуліну А-6 на фракційний склад зв'язаної води в листках саджанців деревних рослин через 20 діб ґрунтової посухи (40% ПВ) (табл.1). Встановлено, що позакоренева обробка саджанців деревних рослин водними розчинами полістимуліну К і полістимуліну А-6 в концентрації 10"4М збільшувала вміст фракції зв'язаної води порівняно з препаратом "Риверм", особливо для саджанців бархату амурського та берези бородавчастої. Робоча концентрація полістимулінів отримана нами експериментально [2, 7]. Зафіксовано різноспрямований характер змін фракційного складу води після обробки препаратами. Так, для дуба черешчатого (звичайного) і клена гостролистого спостерігалась відносна постійність частки води, зв'язаної високополімерними речовинами, тоді як для ясена звичайного та берези бородавчастої осмотично зв'язаної води. Водночас в рослинних тканинах бархата амурського встановлено зростання обох фракцій води. Дані результати свідчать про індукцію полістимулінами різних типів адаптації саджанців деревних рослин до ґрунтової посухи [7]. Найефективнішою виявилася обробка сумішшю полістимуліну К і полістимуліну А-6 в концентрації 10"4М, яка викликала зростання фракції зв'язаної води на 20-35%, що значно більше, ніж "Ривермом". Таблиця 1 Фракційний склад зв'язаної води в листках саджанців деревних рослин, оброблених стимулюючими речовинами, за умов ґрунтової посухи, % від маси сирої речовини Вода зв'язана високопоосмотично зв'язана лімерними речовинами 2 3 1 4 Дуб черешчатий (звичайний) 46,2±4,1 Посуха (контроль) 21,7±1,2 24,5±1,6 21,5±0,5 Посуха+обробка "Ривермом" (прототип) 50,6±4,2 29Д±0,8 Посуха+обробка полістимуліном К 57,4±4,2 22,3±1,3 35,1 ±1,7 Липа широколиста Посуха (контроль) 36,5±2,0 14,7±1,1 51,2±3,2 Варіант зв'язана 11420 Продовження таблиці 1 1 Посуха+обробка "Ривермом" (прототип) Посуха+обробка полютимуліном А-6 2 54,4±4,3 57,8±3,4 Ба рхат амурський Посуха (контроль) 29,6±2,3 Посуха+обробка "Ривермом" (прототип) 38,5±1,9 43,8±2,8 Посуха+обробка полютимуліном К Посуха+обробка полютимуліном А-6 40,1 ±3,3 Береза бородавчаста 33,7±2,6 Посуха (контроль) 43,1 ±3,1 Посуха+обробка полютимуліном К Посуха+обробка полютимуліном К і полютиму45,9±3,3 ліном А-6 Ясен звичайний 38,2±2,8 Посуха (контроль) 42,3±2,9 Посуха+обробка "Ривермом" 45,3±2,5 Посуха+обробка полютимуліном К Клен гостролистий 33,5±2,4 Посуха (контроль) 41,3±3,2 Посуха+обробка полютимуліном А-6 40,6±3,1 Посуха+обробка полютимуліном К Приклад 2 Досліджувалася сумісна дія полістимуліну К і полютимуліну А-6 на інтенсивність фотосинтезу в листках саджанців деревних рослин за умов ґрунтової посухи (табл 2) Встановлено, що обробка полютимуліном К і полютимуліном А-6 частково відновлює фотосинтетичну активність, послаблену функціональним розбалансуванням, викликаним зневодненням тканин Це опосередковано підтверджує припущення, що полімерна плівка полютимулінів, в противагу препа 3 32,3±0,9 24,7±1,4 4 22,1 ±1,2 33,1 ±1,4 12,7±1,1 17,1 ±0,8 20,2+Л,7 18,6±1,3 16,9±0,7 21,4± 1,0 23,6±1,2 21,5±1,2 18,7±0,8 23,4±0,7 15,0±0,6 19,7±0,8 22,5±1,1 23,4±0,6 20,1 ±0,7 22,5±0,9 21,2±1,2 18,1 ±0,8 19,8±1,3 24,1 ±0,9 18,2±0,6 19,6±0,8 23,0±1,2 15,3±0,4 21,7±0,9 17,6±0,8 рату [8], обмежуючи втрати води листковою пластинкою, прониклива для дифузійного руху вуглекислого газу, концентрація якого в рослинних тканинах визначає інтенсивність фотосинтезу Обробка полютимулінами більш ефективніша, порівняно з "Ривермом", оскільки посилює фотосинтетичні процеси для саджанців менш посухостійких видів деревних рослин, зокрема бархату амурського та ялини звичайної Таблиця 2 Дія полютимуліну К, полютимуліну А-6 і риверму на інтенсивність фотосинтезу в листках саджанців деревних рослин за умов ґрунтової посухи, мгСО2/дм2год Вид деревних рослин Липа широколиста Клен гостролистий Бархат амурський Ялина звичайна Дуб черешчатий Ґрунтова посуха (контроль) Ґрунтова посуха+обробка "Ривермом" (прототип) 4,69±0,12 4,17±0,18 3,04±0,13 2,84±0,26 4,07±0,08 5,03+0,11 4,54±0,23 4,18±0,18 4,09±0,28 4,41 ±0,32 Таким чином, обробка листкової поверхні саджанців деревних рослин за умов ґрунтової посухи водними розчинами полютимуліну К і полютимуліну А-6 з ЦИТОКІНІНОВОЮ та ауксиновою пролонгованою дією збільшує частку зв'язаної води осмотичними або високополімерними речовинами клітин, відновлює інтенсивність фотосинтезу та підвищує посухостійкість деревних рослин Найбільший стимулюючий ефект досягається за сумісного застосування полютимуліну К і полютимуліну А-6 в концентраціях 10 4 М за діючою речовиною ЛІТЕРАТУРА 1 Григорюк І П , Моргун В В , Яворовський П П , Ткачов В І Наукове обґрунтування і удоско Ґрунтова посуха+обробка полютимуліном К і полістимуліном А-6 6,14±0,17 5,87±0,14 5,25±0,21 5,02±0,19 5,11 ±0,23 налення агротехніки вирощування декоративних деревних насаджень за умов водного та мінерального дефіциту (Методичні рекомендації) - К Наук, світ, 2002 - 35с 2 Григорюк І П , Ткачов В І , Михальський М Ф , Серга О І Біоенергетичні основи СТІЙКОСТІ озимої пшениці до посухи - К Наук, світ, 2004 202с 3 Григорюк І П , Яворовський П П , Ткачов В І Удосконалення агротехніки вирощування і підвищення адаптивного потенціалу деревних рослин на піщаних ґрунтах Лівобережжя міста Києва (наукові основи і методичні рекомендації) - К Логос, 2005 -45с 8 11420 4. Гуляев Б.И., Ильяшук Е.М., Митрофанов Б.А. и др. Фотосинтез и продукционный процесс Киев: Наук, думка, 1983. - 144с. 5. Гусев Н.А. Некоторые методы исследования водного режима растений. - М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1960.-60с. 6. Копилевич В.А., Козак В.В., Городний М.М. и др. Применение удобрений с микроэлементами и ростовыми веществами для выращивания биологически полноценной сельскохозяйственной продукции (рекомендации). - Киев: 2003. - 18с. Комп'ютерна верстка А Попік 7. Моргун В.В., Григорюк І.П., Ткачов В.І., Яворовський П.П. Застосування полімерних регуляторів росту і добрив для підвищення життєздатності саджанців деревних порід (наукові основи і рекомендації). - К.- Наук, світ, 2001. - 42с. 8. Пат. 229580 А1 ГДР МКИ А01 N25/30, А01 N27/00 Средство для снижения транспирации у культурных растений Strolel В., Michael G., Barth P., Wildgrabe W., Riedel M., Tesche M., Kramer W., Muller L. - Опубл. 13.11.1985. 9. Shtilman M.I. Phytoactive polymere // Polymer Science. Ser B. -1995. - 37, №5-6. - P.251-259. Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601