Новые регуляторы роста озимой пшеницы
Влияние регуляторов роста на структуру урожая озимой пшеницы отражено в таблице 1. Вполне очевидно, что положительное воздействие препаратов проявляется в достоверном повышении продуктивности кущения и густоты продуктивного стеблестоя по сравнению с контрольными растениями. Фактическая густота стояния растений, которая определяется по соотношению продуктивный стеблестой: продуктивное кущение… Читать ещё >
Новые регуляторы роста озимой пшеницы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Регуляторы роста растений достаточно широко применяются при решении многих задач в растениеводческой практике. С их помощью совершенствуются агротехнические приемы выращивания отдельных сельскохозяйственных культур. Применение физиологически активных веществ для регуляции роста и развития растений обусловлено широким спектром их действия на растения, возможностью направленно регулировать отдельные этапы развития с целью мобилизации потенциальных возможностей растительного организма, а, следовательно, для повышения урожайности и качества выращиваемой продукции. Стимуляторы роста, которые применяются на фоне внесения удобрений, обеспечивают растение дополнительной энергией, они дают возможность растению использовать эту энергию для перекачки в клетки большего количества питательных веществ из почвы, а также органических и минеральных удобрений.
В настоящее время наша химическая промышленность выпускает или осваивает выпуск многих высокоэффективных стимуляторов, ингибиторов, дефолиантов, гербицидов и десикантов, известных в мировой науке и практике. Правда, мы ещё серьёзно отстаём в масштабах их производства.
Отстает также от требований нашего растениеводства общий объем поисковых работ в области синтеза новых химических средств воздействия на растения, хотя за последние годы эти работы значительно расширились [1−10]. ростстимулирующий синтез пиридин карбоксамид Данная работа направлена на поиск новых стимуляторов роста для озимой пшеницы — одной из наиболее значимых сельскохозяйственных культур.
Поиск проводили в классах ароматических и гетероциклических соединений, так как именно они широко распространены в природе в виде витаминов, алкалоидов, пигментов, являются составной частью животных и растительных клеток; многие из них имеют первостепенную важность для живых систем, служат ключевыми компонентами в биологических процессах.
С целью поиска были синтезированы следующие ряды соединений:
— N-замещённые нафталин-2-сульфониламиды 1a-j:
Где 1a R = метил, R1 = бензил; 1b R = этил, R1 = бензил; 1c R= метил, R1= циклогексил; 1d R= Н, R1= 4-метоксибензил; 1е R= Н, R1= 2,5-диметоксифенил; 1f R, R1= 2-метил-пиперидил; 1g R= Н, R1= циклопропил; 1h R= Н, R1= 2-хлорбензил; 1i R= Н, R1 = тетрагидрофурил-2; 1j R= аллил, R1= циклогексил.
—производные 3-аминотиено[2,3-b]пиридинов 4a-n:
Где 2a R = CI; 2b R = H; 3, 4a R = H; R1 = H, R2 = 2-бромфенил; 4b R = H; R1 = H, R2 = 4-фторфенил; 4c R = H; R1 = H, R2 = 3-фторфенил; 4d R = CI; R1 = H, R2 = 3-фторфенил; 4e R = Н; R1 = пропил, R2 = пропил; 4f R = H; R1 = пропил, R2 = пропил; 4g R = H; R1 = H, R2 = 2,5-диметокси-4-хлорфенил; 4h R = CI; R1 = H, R2 = 2,5-диметокси-4-хлорфенил; 4i R = H; R1, R2 = 2,5-диметилпиперидин; 4j R = H, R1, R2 = 2,5-диметилпиперидин; 4k R = H, R1 = H, R2 = 2-йодфенил; 4l R = CI, R1 = H, R2 = 3-бромфенил; 4m R = H, R1 = H, R2 = 4-хлор-2,6-диэтилфенил; 4n R = CI, R1 = H, R2 = 4-хлор-2,6-диэтилфенил.
— N-пиразоло-[3,4-b]пиридил-3-карбоксамидов 6a-k:
Где 5a R = CI, R1 = H; 5b R = H, R1 = H, 5c R = CI, R1 = CH3; 5d R = H, R1 = CH3; 6a R = CI, R1 = CH3, R3 = 2-фторфенил; 6b R = CI, R1 = CH3, R2 = 4-бромфенил; 6c R = CI, R1 = CH3, R2 = 3-хлорфенил; 6d R = H, R1 = CH3, R2 = метилфенил; 6e R = CI, R1 = CH3, R2 = бензил; 6f R = CI, R1 = CH3, R2 = циклогексил; 6g R = CI, R1 = CH3, R2 = неопентил; 6h R = CI, R1 = CH3, R2 = нафтил-1; 6i R = CI, R1 = CH3, R2 = 3-хлoрметилфенил; 6j R = CI, R1 = CH3, R2 = циклогексил; 6k R = CI, R1 = CH3, R2 = 4-фторфенил; 6l R = H, R1 = H, R2 = 2-хлорфенил; 6m R = CI, R1 = CH3, R2 = 2-метоксифенил; n R = CI.
Для всех синтезированных соединений определены физико-химические константы (Тпл., Ткип.), их структура подтверждена элементным анализом, а также методами ИКи ЯМР 1Н-спектроскопии и масс-спектрометрии. Индивидуальность соединений установлена с помощью тонкослойной хроматографии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Оценку рострегулирующей активности синтезированных соединений проводили на растениях озимой пшеницы сорта Калым на экспериментальном поле ВНИИБЗР по стандартной методике ЦИНАО [11].
Для посева использовали элитные семена озимой пшеницы (Калым). Лабораторная всхожесть семян 97−98%, норма высева 220 кг/га. Сорт Калым включён в Госреестр РФ с 2008 г и широко используется в хозяйствах Южного Федерального округа. Растения этого сорта устойчивы к основным болезням, средняя урожайность за многолетний период превышает 50 ц/га. Кроме того сорт отличается качественными мукомольными и хлебопекарными свойствами.
Вегетирующие растения озимой пшеницы обрабатывали водным раствором синтезированного соединения дважды: в фазу кущения (доза 40 г/га) и в фазу флагового листа (доза 40 г/га). Опрыскивание проводили с помощью опрыскивателя ОЭМП-16. Площадь опытной делянки 8 м2, повторность 4-х кратная, размещение делянок последовательное.
Перед первой обработкой на делянках проведён учёт густоты стояния растений с помощью шаблонного квадрата (0,5 Х 0,5) 0,25 м2. На опытном участке в процессе вегетации проводили наблюдения за основными фазами вегетации, болезнями и вредителями. Перед уборкой урожая на опытном участке проведён учёт густоты продуктивного стеблестоя и отбор модельных снопов для оценки основных элементов структуры урожая. Уборку урожая пшеницы осуществляли в период полного созревания зерна с помощью малогабаритного комбайна Хеге-125. С каждой делянки отбирали среднюю пробу зерна для последующего анализа качества.
Качественные показатели зерна определяли на инфракрасном спектрофотометре «Инфрапид 61» (Labor MIM, Венгрия). Аналитическая повторность 3-х кратная.
Данные учётов и анализов подвергали статистической обработке методом дисперсионного анализа с помощью программы Microsoft Excel.
Рострегулирующую активность определяли по увеличению урожая зерна растений, обработанных исследуемыми соединениями, в сравнении с контролем (необработанные растения).
По результатам полевого скрининга во всех синтезированных рядах соединений были найдены представители, проявляющие ростстимулирующий эффект на высоком уровне. В таблицах 1−2 представлены данные наиболее активных препаратов.
Влияние регуляторов роста на структуру урожая озимой пшеницы отражено в таблице 1. Вполне очевидно, что положительное воздействие препаратов проявляется в достоверном повышении продуктивности кущения и густоты продуктивного стеблестоя по сравнению с контрольными растениями. Фактическая густота стояния растений, которая определяется по соотношению продуктивный стеблестой: продуктивное кущение, составляет в опыте от 255 до 268 шт/м2, то есть разность между данными не превышает значения НСР05 (13,8).
Что касается влияния изучаемых соединений на формирование элементов структуры урожая (длина колоса, количество колосков и зёрен, масса зерна) по сравнению с контролем, то оно наиболее выражено в увеличении количества колосков, особенно у соединений 4b и 4k. По озернённости колоса и массе зерна показатели были близкими между опытными вариантами и контролем.
Таблица 1.
Влияние регуляторов роста на структуру урожая, продуктивность и качество зерна озимой пшеницы.
Шифр соедине ния. | Продук тивность кущения. | Продук тивный стебле стой, шт./м2 | Средний показатель на один стебель. | Масса. зёрен, г. | ||||
Длина колоса, мм. | Кол-во колосков, шт. | Кол-во зерен, шт. | Масса зерна, г. | |||||
Конт роль. | 1,32. | 87,2. | 42,5. | 36,2. | 1,28. | 35,4. | ||
1a. | 1,64. | 88,2. | 45,8. | 35,1. | 1,32. | 37,6. | ||
1b. | 1,59. | 87,4. | 45,0. | 36,4. | 1,30. | 35,7. | ||
4b. | 1,61. | 85,6. | 45,5. | 38,2. | 1,36. | 35,6. | ||
4k. | 1,72. | 89,1. | 52,4. | 35,4. | 1,27. | 35,9. | ||
6d. | 1,68. | 85,3. | 50,4. | 36,8. | 1,32. | 35,9. | ||
НСР05 | 0,23. | 13,8. | 3,73. | 2,14. | 1,15. | 0,09. | 1,85. | |
Анализ данных структуры урожая позволяет прогнозировать значительную эффективность препаратов в части повышения продуктивности озимой пшеницы, что подтверждается результатами учёта урожая, приведёнными в таблице 2.
Таблица 2.
Рострегулирующая активность синтезированных соединений на озимой пшенице сорта Калым.
Формула (шифр) соединения. | Доза, г/га. | Уро жай ность зерна, ц/га. | Прибавка к контролю. | Содержание в зерне, %. | ||||
ц/га. | %. | бел ка. | клей ковины. | крахмала. | ||||
Контроль. | ; | 57,2. | ; | ; | 16,0. | 34,7. | 68,2. | |
(1a) | 40 + 40. | 61,9. | 4,7. | 8,2. | 16,6. | 35,8. | 65,7. | |
(1b) | 40 + 40. | 62,7. | 5,5. | 9,6. | 16,9. | 35,4. | 65,2. | |
(4b) | 40 + 40. | 63,4. | 6,2. | 10,8. | 16,6. | 36,2. | 66,4. | |
(4k) | 40 + 40. | 62,8. | 5,6. | 9,8. | 16,1. | 34,9. | 68,3. | |
(6d) | 40 + 40. | 63,3. | 6,1. | 10,7. | 15,8. | 35,4. | 66,5. | |
НСР0,5 | ; | ; | 2,67. | 0,93. | 1,75. | 3,42. | ||
Во всех представленных опытных вариантах урожай зерна был существенно и достоверно выше, чем в контроле. Показатели качества зерна (содержание белка, клейковины и крахмала) в опытных вариантах и в контроле были идентичны.
Таким образом, применение новых синтезированных соединений обеспечило существенное и достоверное повышение урожая зерна озимой пшеницы по сравнению с контролем. Прибавка урожая к контролю составила 4,7−6,2 ц/га или 8,2−10,8%.
Использование препаратов положительно влияет на формирование таких элементов структуры урожая, как продуктивное кущение и продуктивный стеблестой, что обеспечивает существенное повышение продуктивности культуры. Качественные показатели зерна (содержание белка, клейковины, крахмала) аналогичны контролю.
Мы полагаем, что разработанные нами соединения при соответствующей технологической и токсикологической доработке могут найти применение качестве регуляторов роста озимой пшеницы, тем самым расширить спектр используемых средств защиты растений.
- 1. Патент РФ, № 2 432 742. N-замещённые никотиноилмочевины, проявляющие рострегулирующую активность на проростках подсолнечника. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., Исакова Л.И.и др. Опубликовано 10.11.2011.
- 2. Патент РФ, № 2 404 582. N-Фурфурил-2-(4,5,6-триметил-3-циано-2-пиридилсульфанил)ацетамид в качестве регулятора роста сахарной свёклы. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Назаренко В. Ю., Стрелков В. Д., и др. Опубликовано 27.11.2010.
- 3.
- 4. Патент РФ, № 2 408 582. N-бензил-N-фенил-4,6-диметил-2-хлорпиридил-3-карбоксамид, проявляющий рострегулирующую активность. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., Исакова Л.И.и др. Опубликовано 10.01.2011.
- 5. Патент РФ, № 2 408 582. Стимулятор роста корневой системы озимых пшеницы и ячменя. Котова В. А., Рубанова Е. В., Яцинин В. Г. Опубликовано 27.09.2009.
- 6. Патент РФ, № 2 395 497. Способ стимулирования роста подсолнечника регулятором роста. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., Чеснюк А. А. и др. Опубликовано 27.07.2010.
- 7. Патент РФ, № 2 357 966. N-замещённые пиразоло[3,4-b]пиридил-3-сульфониламиды, проявляющие рострегулирующую активность. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., Макарова Н. А. Опубликовано 10.06.2009.
- 8. Пат. РФ, № 2 098 961. Способ регулирования роста растений пшеницы. Чекуров В. М.; Сергеева С. И.; Козлов В. Е.; Титков И. П. Дмитриева И.Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., 20.12.1997.
- 9. Патент РФ, № 2 359 961. 6-{[2-(4-метилфенилкарбонил)-1-этил]гидразино}-4-метил-2-хлорникитинонитрил, проявляющий рострегулирующую активность. Дмитриева И. Г., Дядюченко Л. В., Стрелков В. Д., Доценко С. П. Опубликовано 27.06.2009.
- 10. Патент РФ, № 2 411 728. Стимулятор роста пшеницы. Чеснюк А. А., Чеснюк Л. П., Доценко С. П., Нещадим Н. Н. и др. Опубликовано 20.02.2011.
- 11. Краткие методические указания по проведению государственных испытаний регуляторов роста растений. ЦИНАО. Москва. 1984. с. 20.