Залежність окремих фізіологічних процесів і продуктивності сільськогосподарських культур від дії металовмісних синтетичних регуляторів росту рослин

Розділ 2
методи проведення досліджень, природні умови
та схеми дослідів
2.1. Методики одержання металокомплексних регуляторів росту рослин
Багаторічним досвідом сільськогосподарського виробництва доведено, що
врожайність сільськогосподарських культур значною мірою залежить від ряду
зовнішніх факторів: кліматичних (світлового режиму, температури, вологості,
складу повітря); едафічних (особливостей ґрунтів, вмісту в ньому вологи та
елементів живлення); біотичних (мікро- і макрофлори, взаємного впливу рослин у
посівах) і антропогенних (агротехніки вирощування, забруднюючих компонентів
тощо). Якщо біотичні та антропогенні фактори впливають на рослини, як правило,
опосередковано, то кліматичні та едафічні – безпосередньо. Тому для одержання
високих урожаїв необхідно враховувати особливості вирощування
сільськогосподарських культур у відповідних агрокліматичних умовах із
використанням високоефективних технологій [1].
Підвищення продуктивності зернових культур неможливе без застосування добрив.
Їх внесення залежить від попередника, сорту, обраної технології та наявності у
ґрунті елементів живлення. Щоб збирати високі врожаї якісного зерна, необхідно
забезпечити рослини достатньою кількістю не тільки макро-, але й
мікроелементів. Для цього насіння обробляють сумішшю мікроелементів, а під час
вегетації рослин при застосуванні засобів захисту додають імпортні кристалони
або солі мікроелементів. При цьому норми витрат останніх складають 200–300 г/т
насіння та 300–500 г/га.
Застосування у незначних концентраціях хелатних регуляторів росту, що містять
мікроелементи, дозволяє посилювати біофункції рослин [8]. Хелатні
металокомплекси покращують проникнення мікроелементів через мембрани клітин,
забезпечуючи рослини цими елементами, та здійснюють загальний стимулюючий вплив
на процеси росту та розвитку рослин. Тому такі металокомплекси можна розглядати
не тільки як металовмісні регулятори росту рослин, але й як хелатні
мікродобрива. Цим вимогам відповідають комплексні сполуки на основі уротропіну
(гексаметилентетраміну – ГМТА), що включають біометали та диметилсульфоксид
(ДМСО) (або диметилформамід (ДМФА), диметилацетамід (ДМАА), сульфолан (СЛ),
ацетонітрил (АН), івін). Їх одержували за видозміненою методикою [188] при
температурі 20–70°С протягом 15–40 хвилин у надлишку розчинника за схемою
[189–191]:
де X: Cl (1– 9, 11–18), I (10);
L: ДМСО (1–10), сульфолан – 11 (СВ–20); ДМФА – 12 (СВ–21), 13 (СВ–30);
ацетонітрил – 14 (СВ–31), 15 (СВ–40); івін – 16 (СВ–41), 17 (СВ–50);
диметилацетамід – 18 (СВ–60);
М: Co – 1 (СВ–10), 11 (СВ–20), 13 (СВ–30), 15 (СВ–40), 17 (СВ–50), 18 (СВ–60);
Сu – 2 (СВ–11), 12 (СВ–21), 14 (СВ–31), 16 (СВ–41); Mn – 3 (СВ–12); Sn – 4
(СВ–13); Mg – 5 (СВ–14); Ni – 6 (СВ–15); Ва – 7 (СВ–16); Са – 8 (СВ–19); Zn – 9
(СВ–18); Cd – 10 (СВ–17).
Будову синтезованих речовин доведено ІЧ спектроскопією (табл. 2.1). ІЧ спектри
зняті на приладі Bruker у кристалічному калій броміді.
Відповідно до табл. 2.1 у спектрах речовин (1–10, 12–18) присутні
характеристичні смуги поглинань валентних коливань C–N групи при 124– 1230
см-1, 1025–1000 см-1; СН3 групи при 1380–1360 см-1, 2980–2960 см-1, S–СН3 групи
при 1320–1310 см-1. У спектрах сполук 11–14 присутні характерис­тичні смуги
поглинання валентних коливань SO2 групи при 1320, 1140 см-1 (11), CO–N групи
при 1660–1645 см-1 (12, 13), C–N групи при 1230 см-1 та 1020 см-1 (14, 15), N–O
групи при 1205 см-1 та С–N групи при 1230 і 1112 см-1 (16, 17).
Таблиця 2.1
ІЧ спектри досліджуваних металокомплексів
Спо­луки
н С–N
н s CH3
н asСН3
н S–CH3
1 (СВ–10)
1240, 1000
1360
2960
1315
2 (СВ–11)
1245, 1020
1370
2960
1320
3 (СВ–12)
1230, 1000 1380 2970 1320
1230, 1000
1380
2970
1320
4 (СВ–13)
1240, 1010
1360
2970
1310
5 (СВ–14)
1240, 1010
1380
2965
1318
6 (СВ–15)
1230, 1000
1380
2975
1320
7 (СВ–16)
1240, 1010
1370
2970
1315
8 (СВ–19)
1230, 1000
1370
2970
1312
9 (СВ–18)
1230, 1000
1360
2965
1312
10 (СВ–17)
1240, 1010
1380
2980
1310
12 (СВ–21)
1230, 1010
1380
2970
13 (СВ–30)
1238, 1025
1370
2965
14 (СВ–31)
1230, 1020
1380
2970
15 (СВ–40)
1235, 1115
1375
2965
16 (СВ–41)
1230, 1112
1380
2960
17 (СВ–50)
1235, 1118
1380
2965
18 (СВ–60)
1240, 1115
1375
2970
2.2. Місце проведення досліджень
Основні дослідження у лабораторних умовах проведені на базі спільної
науково-дослідної лабораторії Ніжинського державного університету імені Миколи
Гоголя та Інституту біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України. Польові
дослідження здійснені на посівах озимої пшениці і цукрових буряків упродовж
2003–2006 років на базі Ніжинської державної сортодослідної станції, СВК ім.
Фрунзе та ПАП агрофірми „Ніжинська”. Співвиконавцями програми з вивчення
ефективності застосування регуляторів росту на посівах озимої пшениці у
2000–2001 роках були Генічеська (Херсонська область, м. Генічеськ) і Подільська
(Тернопільська область, Гусятинський район, м. Хоростків) сільськогосподарські
дослідні станції та Чернігівський інститут агропромислового виробництва
(Чернігівська область, Козелецький район, с. Прогрес). Польові дослідження на
врожайність та якість урожаю цукрових буряків проводилися також протягом
1996–1998 років на Тернопільській (м. Тернопіль) дослідній станції [45].
Залучення співвиконавців до виконання даних досліджень було здійснено відділом
хімічної регуляції росту та розвитку рослин Інституту біоорганічної хімії та
нафтохімії НАН України.
2.3. Методики лабораторних досліджень
За останні півтора десятиліття розроблені нові підходи до одержання та
дослідження біологічних властивосте