RU2655730C2 - Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе - Google Patents
Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655730C2 RU2655730C2 RU2016132556A RU2016132556A RU2655730C2 RU 2655730 C2 RU2655730 C2 RU 2655730C2 RU 2016132556 A RU2016132556 A RU 2016132556A RU 2016132556 A RU2016132556 A RU 2016132556A RU 2655730 C2 RU2655730 C2 RU 2655730C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- varieties
- seeds
- adaptation
- days
- filter paper
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 230000005868 ontogenesis Effects 0.000 title claims description 4
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims abstract description 6
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 claims abstract description 6
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 claims description 5
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 10
- 230000035784 germination Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 9
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 7
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 241001234745 Camelina Species 0.000 description 3
- 235000016401 Camelina Nutrition 0.000 description 3
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HUBANNPOLNYSAD-UHFFFAOYSA-N clopyralid Chemical compound OC(=O)C1=NC(Cl)=CC=C1Cl HUBANNPOLNYSAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 150000001661 cadmium Chemical class 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001746 carotenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000005473 carotenes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000008117 seed development Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
- Paper (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии, в частности к определению адаптации различных сортов сельскохозяйственных культур к токсическим веществам почвы - засолению, тяжелым металлам, нефтепродуктам и другим абиотическим факторам. Способ включает проращивание семян в термостате на смоченной фильтровальной бумаге. При этом на стадии проращивания семян фильтровальную бумагу пропитывают 0,3-1,5% водным раствором токсических веществ и выдерживают в термостате 5-8 суток без освещения сначала при температуре 20°С, а спустя двое суток температуру снижают до +2-5°С. Затем по количеству проросших семян более 80% определяют устойчивость сортов к токсикантам. Способ позволяет упростить оценку сортов на адаптацию к стрессовым факторам. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и экологии, в частности к определению адаптации различных сортов сельскохозяйственных культур к токсическим веществам почвы (засолению, тяжелым металлам, нефтепродуктам и другим абиотическим факторам).
Известен способ, при котором в раннем онтогенезе определяют токсичность почв по величине корней и надземных побегов у проростков, выявляя загрязненность почвы по изменению их величины (патент №2552057 от 10.06.2015).
Однако известный способ недостаточно эффективный, поскольку после установления факта токсичности почвы изменить ситуацию весьма сложно и посевы, выращиваемые для производственных целей, требуют дополнительных затрат для получения экологически безопасной продукции.
Наиболее близким техническим решением является способ, при котором определяют всхожесть семян и степень развития проростков путем расположения семенного материала свернутым в фильтрованную бумагу в течение 5 суток при определенной температуре в термостате (патент №2542971 от 27.02.2015).
Недостаток способа-прототипа заключается в том, что определяют всхожесть, энергию прорастания и степень развития проростков, не учитывая при этом адаптивность растений к стрессовым факторам, что усложняет техническое решение при определении адаптивности растений к токсикантам. Чтобы провести оценку сортов любой культуры на адаптивность, ее высаживают на токсических почвах, что усложняет способ.
Технический результат - упрощение способа оценки сортов на адаптацию к стрессовым факторам.
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что на стадии проращивания семян фильтровальную бумагу пропитывают 0,3-1,5% водным раствором токсических веществ и выдерживают в термостате 5-8 суток без освещения при низких и высоких температурах, а по количеству проросших семян более 80% определяют устойчивость сортов к токсикантам.
Способ осуществляют следующим образом. Семена различных сортов сельскохозяйственных культур закладывают на проращивание для определения энергии прорастания и всхожести.
Предварительно замачивают фильтровальную бумагу, увлажняя ее солью кадмия (CdCl2), пищевой солью (NaCl), нефтепродуктами (бензин 92), пестицидами и другими токсикантами агроландшафтов.
Из тяжелых металлов выбран кадмий как наиболее токсический элемент и самый распространенный загрязнитель почвы. Аккумуляция кадмия в клетках и тканях способствует нарушению физиологических и биохимических процессов, что приводит к снижению продуктивности растений и к их гибели.
Ионы Cd нарушают фиксацию атмосферного азота, а также процессы аммонификации, нитрификации и денитрификации, снижают количество витаминов, каротинов, белков и других веществ, определяющих качественные показатели, а также продуктивность растений.
Ряд растений снижают продуктивность при обработке посевов гербицидами, инсектицидами, фунгицидами. При этом нарушается жизнедеятельность фауны и микрофлоры почвы, снижается количество насекомых - опылителей растений.
Нефть является крупнейшим источником загрязнителем окружающей среды. На его долю приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 27% сброса загрязненных сточных вод, свыше 30% твердых отходов и до 70% объема парниковых газов. Наиболее характерными загрязнителями окружающей среды являются углеводороды (44,9% от суммарного выброса), оксид углерода (47,4%) и различные твердые вещества (4,3%). Ряд сортов слабо переносят засоленные почвы.
Определение отзывчивости семян возделываемых сортов в конкретном регионе позволит выделить наиболее адаптивные к стрессовым факторам.
Обоснование выбранных параметров способа (проращивание 5-8дней) выбрано в зависимости от биологических особенностей анализируемых культур, их сроков появления всходов.
Концентрация химических растворов (0,3-1,5%) обоснована превышением допустимых пределов в почвенном их содержании.
Так, допустимый предел кадмия 0,2% концентрации водного раствора. В такой же концентрации используют и современные гербициды, инсектициды и фунгициды для борьбы с сорной растительностью, болезнями и вредителями.
Солевые растворы используют в концентрации 1,5% из расчета 15 г соли на 1 литр воды.
В частности, гербициды Ковбой и Лонтрел Гранд применяют в полевых условиях в концентрации 0,1% из расчета 0,2 кг на 300 л воды.
Нефтепродукты, в частности бензин (марки 92) из автомобиля, являются вредоносными для развития семян при концентрации 20 г на 1 литр воды, то есть 0,2%.
Все виды токсикантов позволяют отобрать наиболее адаптивные сорта к стрессовым факторам.
Перемена режима температуры дает возможность определить адаптацию сортов к резким перепадам температур как стрессовый фактор.
Пример 1. Семена сортов озимой пшеницы (Аэлита, Батько, и Ларс) располагали по 100 штук на фильтровальной бумаге, которую свертывают в рулон и перемещают в термостат (без освещения) при температуре 20°С. Предварительно фильтровальную бумагу смачивают в 0,3% растворе кадмия, 1,5% соли пищевой, 1% бензина, и 1% гербицида в 1 литре воды.
Все варианты опыта закладывали в трехкратной повторности. Спустя двое суток температуру снижают до +2-5°С и через 5-8 суток (в зависимости от биологических особенностей культуры и сорта) проводят подсчет всхожих семян и оценку проростков.
Пример 2. Семена озимого рыжика (сорта Козырь и Пензяк) располагали на фильтровальной бумаге в количестве 100 штук каждого варианта в трехкратной повторности. Предварительно смачивали фильтровальную бумагу в водных растворах кадмия, бензина, пищевой соли, гербицидов. В качестве контроля служил вариант - замачивание в дистиллированной воде. В первом варианте в дистиллированную воду добавляли 0,3 г хлористого кадмия из расчета 3 г на 1 л воды.
Во втором варианте использовали солевой раствор из расчета 15 г соли на 1 л воды. Третий вариант состоял из водного раствора бензина марки 92 в количестве 10 мл на 1 литр воды (1%). В четвертом варианте - гербицид Лонтрел Гранд в количестве 10 г растворяли в 1 литре воды. Все варианты опыта закладывали в трехкратной повторности в термостате. Результаты опытов приведены в таблицах 1 и 2.
Более 80% всхожести отмечали у сортов на солевом растворе Из приведенных данных таблицы 1 видно, что при воздействии стрессовых факторов (воздействие химических веществ, переменный температурный режим) наиболее адаптивный оказался сорт Батько Кубанской селекции. При воздействии кадмия и бензина энергия прорастания семян замедлялась на 2-3 дня позже контрольного варианта. Кадмий в такой концентрации ингибирует развитие проростков, которые по своему развитию уступали вариантам с солью и гербицидом. Перемена температурного режима не оказывала существенного влияния на показатели зимостойкости озимых культур в процессе их дальнейшего развития.
У озимого рыжика наблюдались незначительные отклонения от контроля, что объясняется высоким содержанием флавоноидов и эфирных масел в семенах, препятствующих стрессовым факторам (таблица 2).Более адаптивным оказался сорт Пензяк.
Сравнивая полученные данные по двум озимым культурам, следует отметить, что рыжик более устойчив к стрессовым факторам, чем пшеница.
Токсические вещества несколько замедляют процесс развития обрабатываемых растений, но не приостанавливают их рост.
Следовательно, предлагаемый способ позволяет определить адаптацию растений в раннем онтогенезе на стадии проращивания семян, выявить их реакцию на токсические вещества и отобрать наиболее адаптивные сорта.
Claims (1)
- Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе, включающий проращивание семян в термостате на смоченной фильтровальной бумаге, отличающийся тем, что на стадии проращивания семян фильтровальную бумагу пропитывают 0,3-1,5% водным раствором токсических веществ и выдерживают в термостате 5-8 суток без освещения сначала при температуре 20°С, а спустя двое суток температуру снижают до +2-5°С, а затем по количеству проросших семян более 80% определяют устойчивость сортов к токсикантам.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132556A RU2655730C2 (ru) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132556A RU2655730C2 (ru) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016132556A RU2016132556A (ru) | 2018-02-08 |
| RU2655730C2 true RU2655730C2 (ru) | 2018-05-29 |
Family
ID=61174023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132556A RU2655730C2 (ru) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2655730C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703950C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ определения времени задержки прорастания яровых зерновых культур под влиянием токсикоза почв и пестицидов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1496703A1 (ru) * | 1986-08-05 | 1989-07-30 | Институт физиологии и биохимии растений АН МССР | Способ диагностики функционального состо ни растений |
| RU2181240C1 (ru) * | 2001-01-25 | 2002-04-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Способ оценки солеустойчивости растений |
| RU2206977C1 (ru) * | 2001-10-01 | 2003-06-27 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Способ оценки холодостойкости растений |
-
2016
- 2016-08-05 RU RU2016132556A patent/RU2655730C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1496703A1 (ru) * | 1986-08-05 | 1989-07-30 | Институт физиологии и биохимии растений АН МССР | Способ диагностики функционального состо ни растений |
| RU2181240C1 (ru) * | 2001-01-25 | 2002-04-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Способ оценки солеустойчивости растений |
| RU2206977C1 (ru) * | 2001-10-01 | 2003-06-27 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Способ оценки холодостойкости растений |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПЛОТНИКОВ В.К. и др. Биологические маркеры для селекции на морозоустойчивость озимых форм мягкой пшеницы и ячменя //Научный журнал КубГАУ, N104 (10), 2014, с.1-33. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703950C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ определения времени задержки прорастания яровых зерновых культур под влиянием токсикоза почв и пестицидов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016132556A (ru) | 2018-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baličević et al. | Effect of marigold (Calendula officinalis L.) cogermination, extracts and residues on weed species hoary cress (Cardaria draba (L.) Desv.). | |
| Kayode et al. | The effects of used engine oil pollution on the growth and early seedling performance of Vigna uniguiculata and Zea mays | |
| Win et al. | Changes in hydraulic conductance cause the difference in growth response to short-term salt stress between salt-tolerant and-sensitive black gram (Vigna mungo) varieties | |
| Malarkodi et al. | Impact of climate change on weeds and weed management—A review | |
| Yamawo et al. | Plasticity in the expression of direct and indirect defence traits of young plants of Mallotus japonicus in relation to soil nutritional conditions | |
| RU2655730C2 (ru) | Способ определения адаптации растений к стрессовым факторам в раннем онтогенезе | |
| Jabeen et al. | Interactive activity of Asphodelus tenuifolius on germination and growth of wheat (Triticum aestivium L.) and sorghum (Sorghum bicolor L.) | |
| Soleymani et al. | Changes in seed yield and yield components of elite barley cultivars under different plant populations and sowing dates | |
| Ataollahi et al. | Phytotoxic effects of Eucalyptus globulus leaf extract on Solanum nigrum | |
| Samanta et al. | Incidence study of yellow mite and thrips and their natural enemies in relation to weather parameters on chilli | |
| Ortiz et al. | Green manure crops for management of Meloidogyne javanica and Pythium aphanidermatum | |
| Khan et al. | Effects of Different Concentrations of Nickel (Ni) on the Vegetative and Reproductive Growth Parameters of Nigella sativa L. | |
| Pintilie et al. | The influence of dinitrophenolic pesticides on the viability of plants | |
| Kato-Noguchi et al. | Allelopathic activity and allelopathic substance in jackfruit leaves | |
| Oliwa et al. | The influence of alcoholic extract from leaves of Helianthus annuus L. on germination and growth of Sinapis alba L | |
| Calegari | Cover crop management | |
| Ehtaiwesh | Evaluation of Herbicidal Potential of Eucalyptus spp for Biological Control of Dactyloctenium aegyptium L. | |
| de Sousa Leite et al. | The use of saline aquaculture effluent for production of Enterolobium contortisiliquum seedlings | |
| Hussain | Effects of allelopathic crop water extracts with low doses of herbicides on weeds and yield of rainfed wheat and groundnut | |
| Davis | Evaluation of Water Hardness and pH on Soybean and Cotton Insecticide Efficacy | |
| Varsha | Identification and quantification of allelochemicals associated with weed suppression in sweetpotato | |
| Adhikary | Efficacy of rice-stubble allelochemicals on vegetative growth parameters of some oil-yielding crops | |
| Nesmeyanova et al. | Role of allelopathic activity of plants in the regulation of infestation of agrophytocenoses | |
| Rana et al. | Efficacy of soil sterilants and neem against plant parasitic nematodes, microarthropods and soil mycoflora in cabbage grown in pots under protected conditions | |
| Barreto et al. | Do sub-doses of glyphosate and 2, 4-D cause hormesis in the pineapple plants? Insights into the response of the pineapple plants to this phenomenon |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190806 |