Эффект действия гумата на физиологию растений. Снятие стресса растений от действия инсектицидов и фунгицидов
Настоящая работа имела целью установить возможность снятия ингибирующего действия инсектофунгицидов на разные сельскохозяйственные растения физиологически активными веществами.
Она проводилась методом намачивания семян сельскохозяйственных культур в растворах ядов с последующей пересадкой на физиологически активные вещества. Этот метод воздействия пестицидов на растения в данном случае наиболее удобен, так как, во-первых, фаза прорастания семян является физиологически самой уязвимой для действия ядов в онтогенезе растений и, во-вторых, краткое по времени воздействие ядов на растения позволяет исключить из обсуждения вопрос о персистентности ядов в течение опыта, который имеет такое большое значение в опытах с постоянным присутствием ядов, например, в среде корневого питания.
Пересадкой же семян на среду с физиологически активными веществами после намачивания в ядах достигается разделение действия ядов и гуминовых веществ во времени. Семена тест-культур намачивали в растворах инсектофунгицидов в течение 24 часов. Затем после тщательной отмывки водой одну часть семян высаживали на минеральную питательную среду, другую — на эту же среду, но содержащую 0,005% гумата калия. Учет опыта проводился через 12 дней. Учитывались высота надземной массы, длина корней и вес.
Определение ИД50 для различных ядов и влияние физиологически активных гумусовых веществ на этот показатель
Определение ИД50 ядов на растительных тестах затрудняется тем, что все три вышеперечисленных показателя — длина корней, высота надземной массы и вес проростков — по-разному реагируют на изменение концентрации ядов. Наиболее чувствительными к воздействию ядов оказались корни, и показатель длины и веса их наиболее четко отражает характер и степень влияния ядов на рост растений.
Известно также специфическое влияние физиологически активных веществ гумусовой природы именно на корневую систему. Поэтому для выполнения поставленной выше задачи, то есть определения ИД50 и влияния на этот показатель физиологически активных гумусовых веществ, были поставлены опыты. В качестве примера приведем результаты опыта с гранозаном на тест-культуре — огурцах.
Влияние различных концентраций гранозана на рост корневой системы проростков огурцов и значение последующей пересадки растений на гумат натрия иллюстрирует таблица 1 и рисунок 1. Они показывают, что действие яда на рост корневой системы связано прежде всего с его концентрацией, а именно: при замачивании семян в растворе гранозана в концентрации 2·10-9 — 2·10-8% не только не наблюдается угнетение роста корней, а видна даже некоторая стимуляция.
Концентрация гранозана 2·10-7 — 2·10-8% не оказала по существу никакого влияния на рост корней и только с концентрации 2·10-6% начинает проявляться тенденция к ингибированию роста корневой системы, которая усиливается с дальнейшим повышением концентрации. Угнетение корневой системы примерно на 50%, то есть ИД50, соответствует концентрации гранозана где-то близко к 2·10-4%. Концентрация яда 4·10-3% по существу является почти полностью летальной.
Таблица 1. Влияние яда и гумата калия на длину корней огурцов
| Концентрация гранозана в % при замачивании семян | Среда выращивания | Длина корней, мм (M±m) | % прибавки при контроле вода — среда без гумата | % прибавки при контроле яд — среда без гумата |
|---|---|---|---|---|
| Контроль без гранозана | Без гумата | 85,4 ± 7,0 | 100,0 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 135,8 ± 4,6 | 158,9 | 158,9 | |
| 2 × 10-9 | Без гумата | 101,6 ± 5,7 | 118,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 116,9 ± 9,4 | 136,8 | 115,0 | |
| 2 × 10-8 | Без гумата | 87,1 ± 7,4 | 101,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 123,7 ± 5,3 | 144,7 | 141,9 | |
| 2 × 10-7 | Без гумата | 80,8 ± 9,3 | 94,6 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 106,9 ± 9,9 | 125,1 | 132,3 | |
| 2 × 10-6 | Без гумата | 75,5 ± 5,1 | 88,4 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 111,3 ± 7,1 | 130,3 | 147,4 | |
| 2 × 10-5 | Без гумата | 66,6 ± 7,6 | 78,0 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 103,1 ± 9,1 | 120,6 | 154,7 | |
| 2 × 10-4 | Без гумата | 47,8 ± 3,5 | 55,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 76,8 ± 6,5 | 89,9 | 160,7 | |
| 2 × 10-3 | Без гумата | 27,3 ± 1,7 | 32,0 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 48,7 ± 2,0 | 57,0 | 324,2 | |
| 4 × 10-3 | Без гумата | 2,9 ± 0,2 | 3,4 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 20,5 ± 1,5 | 24,0 | 696,6 |
Рис. 1. Длина корней огурцов в зависимости от концентрации гранозана в % к контролю без яда:1 — среда без гумата; 2 — среда с гуматом.
Физиологически активные гуматы, как следует из этой же таблицы, сдвигают ИД50 гранозана к концентрации 2·10-3%. Таким образом, четко видно, что физиологически активные гуматы повышают резистентность растений к ингибирующему действию ядов. Следует отметить, что гуматы сами по себе, так и на фоне гранозана, но до определенных пределов его концентраций, оказывают на растения стимулирующее действие.
Обобщающую характеристику действия гранозана в зависимости от концентрации иллюстрирует таблица 2.
Таблица 2. Влияние гумата калия на характер действия различных концентраций гранозана на длину корней огурцов
| Характеристика действия яда | Концентрация гранозана, % | |
|---|---|---|
| Без гумата | С гуматом калия 0,005% | |
| Стимулирующая | 2 × 10-9 | 2 × 10-9 — 2 × 10-8 |
| Нейтральная | 2 × 10-8 | 2 × 10-5 — 2 × 10-4 |
| Ингибирующая | 2 × 10-5 — 2 × 10-4 | 2 × 10-4 — 2 × 10-3 |
| Летальная (ЛД84) | 4 × 10-3 | > 4 × 10-3 |
Влияние физиологически активных гумусовых веществ на снятие ингибирующего действия различных инсектофунгицидов при ИД50
Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос, нужно было выяснить, во-первых, снимают ли физиологически активные гуматы токсикоз у растений, вызванный замачиванием семян в растворах различных классификационных групп сельскохозяйственных ядов; во-вторых — установить, как различные сельскохозяйственные растения ингибируются разными инсектофунгицидами и в какой степени проявляется эффект детоксикации при помощи гумата калия в зависимости от особенностей растений.
Первый вопрос решался постановкой краткосрочных опытов с разными растениями по описанной выше методике. Результаты этого опыта (табл. 3—7) показывают, что ингибирующим действием обладали азурин и гранозан. Менее заметным было поражающее действие фталана. Действие серы заняло среднее место. Что же касается действия гумата, то наиболее заметным оно было на фоне тех ядов, которые оказывали наибольший поражающий эффект.
Вопрос специфичности поражения разными ядами в связи с видовыми особенностями растений, а также их реакция на физиологически активные вещества могут быть полностью выяснены только в полном онтогенезе растений.
Таблица 3. Влияние физиологически активного гумата на снятие поражающего действия фталана 0,5% с семян сельскохозяйственных растений
| Культура | Схема опыта | Длина корней, мм | Высота надземной массы, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Семена замочены | Пересажены | M±m | % к контролю | M±m | % к контролю | |
| Огурцы | Вода | Без гумата | 106,0 ± 3,4 | 100,0 | 46,3 ± 1,2 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 117,4 ± 5,6 | 110,8 | 59,2 ± 1,7 | 127,7 | ||
| Р-р фталана | Без гумата | 92,8 ± 4,6 | 87,5 | 36,8 ± 1,9 | 79,5 | |
| С гуматом K 0,005% | 104,6 ± 3,6 | 98,7 | 54,9 ± 1,6 | 118,5 | ||
| Редис | Вода | Без гумата | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,9 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| Р-р фталана | Без гумата | 30,7 ± 2,6 | 56,0 | 34,3 ± 1,6 | 72,4 | |
| С гуматом K 0,005% | 79,3 ± 5,5 | 144,5 | 60,4 ± 3,1 | 127,3 | ||
| Помидоры | Вода | Без гумата | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 138,5 ± 3,8 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| Р-р фталана | Без гумата | 71,8 ± 3,2 | 86,6 | 15,1 ± 0,7 | 68,6 | |
| С гуматом K 0,005% | 93,4 ± 2,7 | 93,4 | 24,5 ± 0,9 | 111,9 | ||
Таблица 4. Влияние физиологически активного гумата на снятие поражающего действия тиофоса 0,01% с семян сельскохозяйственных культур
| Культура | Схема опыта | Длина корней, мм | Высота надземной массы, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Семена замочены | Пересажены | M±m | % к контролю | M±m | % к контролю | |
| Сахарная свекла | Вода | Без гумата | 54,9 ± 3,3 | 100,0 | 27,1 ± 0,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 70,5 ± 4,4 | 128,5 | 36,3 ± 1,4 | 133,8 | ||
| Р-р тиофоса | Без гумата | 33,4 ± 4,2 | 60,6 | 25,3 ± 1,1 | 93,3 | |
| С гуматом K 0,005% | 65,7 ± 5,7 | 119,8 | 30,0 ± 1,2 | 110,8 | ||
| Помидоры | Вода | Без гумата | 80,7 ± 3,3 | 100,0 | 23,1 ± 1,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 110,5 ± 3,4 | 142,7 | 29,2 ± 1,2 | 126,2 | ||
| Р-р тиофоса | Без гумата | 56,3 ± 5,3 | 69,8 | 19,1 ± 0,6 | 82,7 | |
| С гуматом K 0,005% | 109,2 ± 3,3 | 75,9 | 27,3 ± 1,5 | 118,1 | ||
| Огурцы | Вода | Без гумата | 80,3 ± 1,7 | 100,0 | 35,9 ± 1,2 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 102,5 ± 7,5 | 127,6 | 61,3 ± 3,1 | 170,5 | ||
| Р-р тиофоса | Без гумата | 56,0 ± 4,2 | 69,7 | 37,0 ± 1,1 | 102,9 | |
| С гуматом K 0,005% | 61,0 ± 4,3 | 75,9 | 55,0 ± 1,7 | 153,1 | ||
| Подсолнечник | Вода | Без гумата | 99,7 ± 5,3 | 100,0 | 21,0 ± 0,5 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 133,0 ± 3,5 | 133,6 | 24,4 ± 0,7 | 116,3 | ||
| Р-р тиофоса | Без гумата | 76,4 ± 5,5 | 76,7 | 26,5 ± 1,3 | 126,4 | |
| С гуматом K 0,005% | 103,9 ± 9,1 | 104,2 | 35,5 ± 1,5 | 169,5 | ||
Таблица 5. Влияние физиологически активного гумата на снятие поражающего действия азурина 1% с семян сельскохозяйственных культур
| Культура | Замачивание семян | Вариант пересадки | Длина корней (мм, M±m) | % к контролю (корни) | Высота надземной массы (мм, M±m) | % к контролю (масса) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Сахарная свекла | Вода | Без гумата | 54,8 ± 3,3 | 100,0 | 27,1 ± 1,0 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 70,5 ± 4,4 | 128,5 | 36,3 ± 1,4 | 133,8 | ||
| Р-р азурина | Без гумата | 2,3 ± 0,8 | 4,2 | 17,8 ± 0,8 | 65,8 | |
| С гуматом K 0,005% | 24,3 ± 2,6 | 44,3 | 24,3 ± 1,0 | 89,5 | ||
| Помидоры | Вода | Без гумата | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 114,8 ± 3,8 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| Р-р азурина | Без гумата | — | — | — | — | |
| С гуматом K 0,005% | 52,7 ± 1,8 | 63,6 | 24,4 ± 0,5 | 110,7 | ||
| Огурцы | Вода | Без гумата | 80,3 ± 1,7 | 100,0 | 35,9 ± 1,2 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 102,5 ± 7,5 | 127,6 | 61,3 ± 3,1 | 170,5 | ||
| Р-р азурина | Без гумата | — | — | 7,3 ± 0,9 | 20,4 | |
| С гуматом K 0,005% | 51,1 ± 3,7 | 63,7 | 26,3 ± 1,3 | 73,1 | ||
| Подсолнечник | Вода | Без гумата | 62,9 ± 7,5 | 100,0 | 45,2 ± 2,9 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 74,0 ± 2,0 | 117,7 | 52,1 ± 3,2 | 115,2 | ||
| Р-р азурина | Без гумата | 5,0 ± 2,0 | 7,9 | 14,6 ± 1,0 | 32,4 | |
| С гуматом K 0,005% | 5,0 ± 2,6 | 26,1 | 30,5 ± 2,5 | 67,5 |
Таблица 6. Влияние физиологически активного гумата на снятие поражающего действия гранозана 0,02% с семян сельскохозяйственных культур
| Культура | Замачивание семян | Вариант пересадки | Длина корней (мм, M±m) | % к контролю (корни) | Высота надземной массы (мм, M±m) | % к контролю (масса) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Огурцы | Вода | Без гумата | 39,0 ± 1,6 | 100,0 | 19,7 ± 0,2 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 81,5 ± 6,8 | 208,9 | 19,6 ± 0,3 | 99,5 | ||
| Р-р гранозана | Без гумата | 2,6 ± 0,7 | 6,2 | 15,2 ± 0,7 | 76,8 | |
| С гуматом K 0,005% | 77,1 ± 3,0 | 199,8 | 16,1 ± 1,2 | 81,5 | ||
| Редис | Вода | Без гумата | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,4 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| Р-р гранозана | Без гумата | 48,9 ± 6,6 | 89,1 | 26,3 ± 2,4 | 55,4 | |
| С гуматом K 0,005% | 60,7 ± 6,0 | 110,6 | 48,1 ± 2,9 | 101,4 | ||
| Помидоры | Вода | Без гумата | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 114,8 ± 3,6 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,6 | ||
| Р-р гранозана | Без гумата | 25,6 ± 0,9 | 30,8 | 12,9 ± 0,7 | 58,5 | |
| С гуматом K 0,005% | 57,3 ± 3,1 | 69,1 | 28,8 ± 0,6 | 108,0 |
Таблица 7. Влияние физиологически активного гумата на снятие поражающего действия серы 0,3% с семян сельскохозяйственных культур
| Культура | Схема опыта | Длина корней, мм | Высота надземной массы, мм | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Семена замочены | Пересажены | M±m | % к контролю | M±m | % к контролю | |
| Огурцы | Вода | Без гумата | 106 ± 3,4 | 100,0 | 46,3 ± 1,2 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 117,4 ± 5,6 | 110,8 | 59,2 ± 1,7 | 127,7 | ||
| Р-р серы | Без гумата | 33,3 ± 1,6 | 31,4 | 37,6 ± 1,2 | 81,1 | |
| С гуматом K 0,005% | 49,9 ± 3,7 | 47,1 | 57,2 ± 2,2 | 123,6 | ||
| Редис | Вода | Без гумата | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,4 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| Р-р серы | Без гумата | 27,2 ± 4,3 | 49,6 | 39,2 ± 1,9 | 82,7 | |
| С гуматом K 0,005% | 39,9 ± 7,9 | 163,7 | 59,6 ± 2,6 | 125,8 | ||
| Помидоры | Вода | Без гумата | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| С гуматом K 0,005% | 114,8 ± 3,6 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| Р-р серы | Без гумата | 69,1 ± 2,5 | 83,4 | 14,1 ± 0,7 | 64,0 | |
| С гуматом K 0,005% | 74,0 ± 2,6 | 89,3 | 23,6 ± 0,4 | 107,3 | ||