Агрохимия, 2023, № 2, стр. 41-47

ВВЕДЕНИЕ

Условия внешней среды претерпевают периодические и случайные изменения, причем отклонения от благоприятных для жизни растений норм часто достигают опасных амплитуд, к которым растения эволюционно не приспособлены; они вызывают повреждения растений и снижение их продуктивности [1]. Использование защищенного грунта для промышленного выращивания овощной продукции приобретает все большие масштабы [2]. В культивационных сооружениях имеется возможность создавать определенный микроклимат, который требуется для той или иной культуры [3]. Однако несмотря на то, что культивационные сооружения защищенного грунта отделены стеклянным или полимерным покрытием от наружной среды, микроклимат внутри в значительной мере зависит от ее воздействия [3]. При выращивании в защищенном грунте по сравнению с овощеводством открытого грунта необходимо более внимательно относиться к созданию в теплице оптимального агрофона; отклонения от него негативно сказываются на продуктивности растений, возникают стрессы биотической или абиотической природы [3, 4].

Известно, что действие неблагоприятных температур (как пониженных, так и повышенных) в период активной вегетации растений огурца приводит к аномалиям в росте и развитии, снижению продуктивности и качества плодов. Одним из путей решения этих проблемы является использование синтетических регуляторов роста (РР) [5, 6]. Также увеличить стрессоустойчивость огурцов к неблагоприятным факторам возможно, применяя РР природного происхождения [7].

Применение РР в условиях защищенного грунта преследует многие цели: повышение урожайности и качества выращиваемой продукции, ускорение созревания, улучшение завязываемости плодов [8]. Оно воздействует также на устойчивость растений к перепадам температуры, повышение их неспецифического иммунитета (иммунокоррекцию), снижает содержание нитратов и радионуклидов в выращиваемой продукции, влияет на ее сохранность [9]. В настоящее время используют более 40 препаратов, обладающих одним или несколькими из вышеперечисленных свойств [10, 11].

В последнее время синтезирован ряд новых соединений, обладающих цитокининовой активностью. Их преимуществом является низкая концентрация, в которой они оказывают специфическое действие, и высокая эффективность по сравнению с природными цитокининами [12]. Нами было показано снижение холодового повреждения у теплолюбивых растений при использовании ряда таких РР [13–15]. Некоторые цитокининовые препараты включены в список разрешенных на территории Российской Федерации агрохимикатов: 4 препарата на основе 6-бензиламинопурина, 2 – кинетина, 1 – цитодефа [11]. Однако данных по применению цитокининовых РР в условиях защищенного грунта практически нет.

Цель работы – изучение действия синтетических аналогов цитокининов – цитодефа и тидиазурона – на рост, развитие и продуктивность растений огурца при выращивании в защищенном грунте. Для выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1 – изучить действие различных концентраций препаратов цитодеф и тидиазурон на рост и развитие растений огурца в условиях защищенного грунта (в том числе в стрессовых температурных условиях);

2 – определить оптимальные концентрации препаратов цитодеф и тидиазурон для обработки растений огурца в условиях защищенного грунта с учетом периода выращивания;

3 – выяснить влияние препаратов цитодеф и тидиазурон на продуктивность и товарность плодов огурца.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом для исследования служили растения огурца гибридов Герман (летне-осенний период) и Спартак (зимне-весенний период). Объектами исследования были синтетические регуляторы роста, которые в очень малых концентрациях проявляют высокую цитокининовую активность. Цитодеф – N-(1,2,4-триазол-4-ил)-N'-фенилмочевина, разработанный во ВНИИ химических средств защиты растений, выпускается ООО “Агросинтез” (Москва). Тидиазурон (дропп) – N-фенил-N′-(1,2,3–тиадиазол-5-ил)-мочевина – используется в качестве дефолианта, выпускается фирмой “Schering” (Германия) в виде 50% с.п.

Опыты проводили в течение 2-х сезонов в тепличном комплексе АПК “Воскресенский” (Московская обл., Одинцовский р-н). Растения огурца в стадии 3–4 листьев высаживали из рассадных горшков в грунт по обычной схеме посадки 1.6 × × 0.4–0.45 м, то есть 1.6–1.4 растения/м². Высаженные растения обрабатывали растворами цитодефа в концентрациях 10^–9, 10^–8, 10^–7 и 10^–6 М/л или тидиазурона в концентрациях 10^–11 10^–9, 10^–8 и 10^–6 М/л. Общая площадь обработанных участков составила 340 м². Растения огурца выращивали при стандартных условиях тепличного комплекса (обработка пестицидами, удобрениями, полив, подвязка, снятие 5-ти колен (в летне-осенний период)). Температурный режим в летне-осенний период в основном соответствовал 25–30°С. Температуру в тепличном комплексе в зимне-весенний период с начала посадки регулировали и регистрировали каждые 2 ч.

Статистическую обработку полученных результатов проводили стандартными методами с помощью программы Miсrosoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Обработка растения огурца гибрида Герман регуляторами роста способствовала более хорошей (по сравнению с контролем) приживаемости растений, высаженных из рассадных горшков в грунт. Данные морфологических показателей в период выращивания показали, что визуальных отклонений от нормы по габитусу у обработанных растений не было. Процесс адаптации в опытных вариантах шел более успешно (табл. 1). Растения огурца, обработанные тидиазуроном в концентрации 10^–11 М/л, за первые 10 сут показали самый высокий прирост (≈28 см). В опыте с цитодефом наибольший начальный прирост был у растений, обработанных препаратом в концентрации 10^–7 М/л (19.7 см). Растения контрольного варианта (не обработанные РР) показали наименьший прирост (11 см).

В последующие 20 сут наибольший прирост имели растения, обработанные тидиазуроном в концентрации 10^–8 М/л, менее интенсивно росли растения в вариантах обработки тидиазуроном в концентрации 10^–6 и 10^–9 М/л. Растения, обработанные тидиазуроном 10^–11 М/л, показали в этот период прирост на уровне контроля. В варианте с цитодефом наиболее благоприятное влияние на прирост растений огурца оказала обработка препаратом в концентрации 10^–9 М/л.

В зимне-весенний период растения огурца гибрида Спартак были обработаны тидиазуроном и цитодефом (в тех же концентрациях, как и растения гибрида Герман в летне-осенний период, но в стадии 4–6 листьев). Данные о росте огурца в зимне-весенний период представлены в табл. 2.

В первую неделю после посадки в грунт растения показали примерно одинаковый прирост во всех вариантах опыта. Однако в середине следующей недели (через 12 сут после обработки регуляторами) растения подверглись стрессовому воздействию пониженной температуры вследствие повреждения кровли. Среднесуточная температура не превышала 16°С, а минимальная зарегистрированная температура составила 11°С. В эпицентре оказались растения, обработанные тидиазуроном в концентрациях 10^–6 и 10^–8 М/л, и цитодефом в концентрациях 10^–7 и 10^–8 М/л. Растения огурца показали неодинаковую реакцию на изменения температуры. Стрессовая ситуация привела к резкому снижению роста контрольных растений, а также растений, обработанных цитодефом в концентрациях 10^–6 и 10^–7 М/л и тидиазуроном 10^–9 М/л. Растения огурца, обработанные цитодефом в концентрации 10^–8 М/л, показали наибольший прирост (в среднем 15 см). Нужно отметить, что растения огурца, обработанные тидиазуроном 10^–6 М/л и попавшие в эпицентр повреждения кровли, по сравнению с другими растениями не потеряли темпов роста.

Измерения, проведенные 3 марта (через 10 сут после стрессовой ситуации), показали, что растения, пережившие температурный стресс, проявляли явное отставание в росте, часто встречались растения угнетенного вида (тонкие стебли с маленькими листочками желто-зеленого цвета). Наименьший прирост показали растения, обработанные цитодефом в концентрациях 10^–6 и 10^–7 М/л, тидиазуроном 10^–9 М/л, а также растения контрольного варианта. Однако следующие измерения, проведенные спустя еще 14 сут, показали значительное выравнивание роста исследованных растений, т.е. наблюдали репарацию повреждений.

В ходе вегетации растений огурца изучали также влияние синтетических РР на формирование листового аппарата, как одного из основных факторов урожая. В летне-осенний период количество листьев на растении увеличивалось пропорционально росту стебля. Обработка РР привела к  увеличению количества листьев на растении: через 7 сут после обработки выявлен прирост 2-го листа у растений, обработанных 10^–7 М/л цитодефом и 10^–6 М/л тидиазуроном (остальные варианты опыта дали прирост не свыше 1-го листа), и в последующие сроки темпы формирования листьев у растений различных вариантов сохранили такую же тенденцию.

В зимне-весенний период растения огурца развивали листовую пластинку слабее, чем в летне-осенний. Наблюдения, проведенные вскоре после стрессовой ситуации, показали, что растения контрольного варианта вообще не увеличили число листьев, более того, у некоторых растений листья погибли. Растения, обработанные 10^–7 М/л цитодефом, 10^–6, 10^–7 М/л тидиазуроном, показали в среднем прирост 1 лист. Остальные растения не показали увеличения числа листьев, но и их гибели замечено не было. Измерения, проведенные 17 марта, показали максимальное количество листьев у растений, обработанных 10^–8 М/л цитодефом, 10^–7 и 10^–11 М/л – тидиазуроном (28, 27 и 19 шт./растение соответственно).

Таким образом, проведенные исследования показали, что растения огурца, обработанные цитодефом в концентрации 10^–8 М/л и тидиазуроном в концентрациях 10^–6 и 10^–9 М/л, в летне-осенний и зимне-весенний периоды дали самые высокие показатели роста; растения, обработанные тидиазуроном в концентрации 10^–11 М/л, в летне-осенний период раньше других прошли акклиматизацию после пересадки из рассадных горшков в грунт, а в зимне-весенний период проявили себя как стрессоустойчивые. Полученные результаты согласуются с данными наших предыдущих исследований [13–15].

При исследовании влияния синтетических РР на растения огурца в условиях защищенного грунта проводили наблюдения за прохождением фенологических фаз. Обработка молодых растений некоторыми концентрациями препарата цитодеф ускорила начало бутонизации растений на 2–5 сут (в концентрациях 10^–9 и 10^–7 М/л соответственно). Тидиазурон также ускорил наступление этой фазы на 2–3 сут. Аналогично эти же дозы препаратов ускорили начало цветения. Раньше всех (на 2 сут прежде контрольных растений) дали первый урожай растения, обработанные тидиазуроном в концентрации 10^–11 М/л, хотя в этом варианте процесс бутонизации и начало цветения были отмечены позднее, чем в некоторых других вариантах (10^–7 М/л цитодеф, 10^–9 М/л тидиазурон). Спустя 1 сут после варианта тидиазурона 10^–11 М/л был собран первый урожай с растений, обработанных тидиазуроном в концентрациях 10^–8–10^–6 М/л и цитодефом в концентрации 10^‒8–10^–6  М/л. Растения контрольного варианта, а также обработанные 10^–9 М/л тидиазуроном и цитодефом в концентрациях 10^–9 М/л и 10^–6 М/л, первый урожай дали позже предыдущих вариантов.

Наблюдения за прохождением фенологических фаз в зимне-весенний период вегетации показали, что растения, обработанные цитодефом и тидиазуроном в концентрациях 10^–8 и 10^–6 М/л соответственно, прошли фазы бутонизации и цветения раньше остальных на 1–2 сут. В фазе начала плодоношения наблюдали существенный разрыв в сроках между вариантами опыта. Первыми начали плодоносить растения, обработанные 10^–8 М/л цитодефом (28 февраля), 10^–6 М/л тидиазуроном (3 марта). Через 4 сут дали свой первый урожай растения, обработанные 10^–9 М/л цитодефом. Растения контрольного варианта, а также обработанные цитодефом в концентрациях 10^–6 М/л и 10^–7М/л, начали плодоносить позже всех (14 марта), хотя процессы бутонизации и начала цветения у этих растений проходили практически одновременно с остальными.

В летне-осенний период для растений огурца гибрида Герман (пчелоопыляемого) отмечали дефицит мужских цветков; на это, вероятно, повлияли высокие дневные температуры. В зимне-весенний период растения, наоборот, долго не начинали плодоносить, т.к. из-за пониженных температур в начале цветения преобладали мужские цветки.

В целом было отмечено, что продуктивность огурца была довольно низкой как в летне-осенний, так и в зимне-весенний периоды вегетации (табл. 3). Очевидно, это было связано с отмеченным выше дефицитом мужских или женских цветков, вызванным неблагоприятными температурами. Обработка РР существенно повлияла на продуктивность огурца. Максимальная величина урожая была получена после обработки 10^–7 М/л цитодефом, затем шли варианты обработки цитодефом 10^–8 М/л, тидиазуроном 10^–6 и 10^–8 М/л. Концентрация тидиазурона 10^–9 М/л показала наименьшую величину урожая среди всех вариантов обработки. Товарность урожая огурца по всем исследованным концентрациям препаратов была существенно выше, чем у контрольных растений; наибольшая величина этого показателя отмечена для тидиазурона в концентрации 10^–6 М/л и для цитодефа в концентрации 10^–7 М/л.

Сходные данные продуктивности были получены в зимне-весенний период вегетации (табл. 4). Показано, что обработка всеми препаратами повысила суммарный урожай огурца; максимальная продуктивность была у растений, обработанных цитодефом в концентрации 10^–7 М/л. Немного меньшей она была в вариантах с обработкой 10^–6 М/л цитодефом и 10^–8, 10^–9 М/л тидиазуроном. Доля стандартного урожая в зимне-весенний период была значительно меньше, чем в летне-осенний. Самая большая доля стандартного урожая была в варианте с обработкой растений 10^–8 М цитодефом, чуть меньше – 10^–8 М/л тидиазуроном и 10^–6 М/л цитодефом.

Сравнение эффективности действия регуляторов роста в ходе 2-х периодов вегетации показало, что РР во всех изученных концентрациях повышали общую продуктивность огурца, но различно в количественном аспекте (рис. 1). В летне-осенний период максимальное увеличение урожая отмечено в вариантах обработки 10^–7 и 10^–8 М/л цитодефом, а в зимне-весенний период наиболее интенсивное плодообразование отмечено в вариантах обработки 10^–7 и 10^–6 М/л цитодефом и 10^–8 М/л тидиазуроном. Очевидно, что реакция растений на обработку синтетическими регуляторами будет несколько меняться в зависимости от условий выращивания (действия высоких или пониженных температур), хотя ее направленность вполне однозначна.

Рис. 1.

Сравнительная эффективность (по продуктивности) обработки синтетическими регуляторами растений огурца, выращенных в летне-осенний и зимне-весенний периоды вегетации, в зависимости от варианта обработки (М/л): 1 – цитодеф 10^–6, 2 – цитодеф 10^–7, 3 – цитодеф 10^–8, 4 –цитодеф 10^–9, 5 – тидиазурон 10^–6, 6 – тидиазурон 10^–8, 7 – тидиазурон 10^–9, 8 – тидиазурон 10^–11. Нумерация вариантов та же на рис. 2.

Аналогичные результаты получены и в отношении сезонности действия РР на товарность продукции (рис. 2). Можно видеть, что все варианты обработки повысили долю товарной продукции, но в количественном аспекте в разные сезоны эффективность препаратов была различной. Если в летне-осенний период наивысшая товарность была отмечена в вариантах обработки растений тидиазуроном в концентрации 10^–6 М/л и цитодефом в концентрациях 10^–7 и 10^–8 М/л, то в зимне-весенний период лучше зарекомендовали себя обработки 10^–8 М/л цитодефом и 10^–8 М/л тидиазуроном. Таким образом, в разные сезоны необходимо применять разные дозы препаратов для получения максимальной продуктивности и товарности выращенной продукции.

Рис. 2.

Товарность плодов огурца в зависимости от периода выращивания и варианта обработки цитодефом и тидиазуроном.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, показано, что синтетические регуляторы роста (РР) тидиазурон и цитодеф благоприятно влияли на рост и продуктивность огурца в условиях закрытого грунта. Как в летне-осенний, так и в зимне-весенний периоды оптимальной для роста растений стала обработка тидиазуроном в концентрации 10^–8 М/л. Положительно влияла такая обработка на продуктивность и на товарность полученной продукции. В то же время отмечена эффективность тидиазурона в концентрации 10^–11 М/л при стрессовых условиях и для ускорения акклиматизации растений.

В варианте с цитодефом нельзя было выделить одну высокоэффективную концентрацию. В летне-осенний период оптимальной была концентрация 10^–7 М/л, которая положительно влияла как на рост, так и на продуктивность и товарность полученной продукции. В зимне-весенний период положительно действовала на рост и продуктивность растений обработка цитодефом в концентрациях 10^–6 и 10^–8 М/л.