Довольно большие земельные площади, занятые под зерновые культуры, характеризуются низким содержанием в почве веществ, необходимых для роста и развития растений. При этом хорошо известно, что дефицит микроэлементов, в том числе таких важных как цинк и медь, негативно отражается на жизнедеятельности злаков и приводит к большим потерям урожая. В большинстве случаев проблема недостатка этих элементов в почве решается внесением больших количеств минеральных удобрений. Однако такие меры могут привести к повышению их содержания до уровня, токсичного как для самого растения, так и для животных и человека.

Помочь повысить устойчивость растений к неблагоприятным условиям минерального питания и увеличить их урожайность может обработка семян или проростков регуляторами роста. В качестве одного из таких веществ ученые предлагают использовать салициловую кислоту – природный, экологически безопасный регулятор роста, который можно было бы широко использовать в растениеводстве. Физиологи растений КарНЦ РАН изучили положительные эффекты салициловой кислоты на рост, развитие и урожайность двух наиболее важных зерновых культур – пшеницы и ячменя – в условиях дефицита цинка и меди. Исследование было поддержано грантом РНФ №22-26-00168

В лабораторных и полевых экспериментах ученые проверяли эффективность использования двух способов обработки яровых злаков салициловой кислотой на устойчивость растений к дефициту цинка и меди, а также на урожай зерна в этих условиях. Оказалось, что предпосевная обработка семян салициловой кислотой и опрыскивание ею растений в фазу кущения положительно влияют на физиологические процессы у злаков, что способствует повышению их урожайности. Однако более ярко выраженный эффект наблюдался после обработки семян. Результаты исследований опубликованы в международном научном журналe Vegetos.

— Мы обнаружили, что обработка семян салициловой кислотой в дальнейшем в условиях дефицита цинка и меди способствует увеличению количества антиоксидантов в клетках растений, усилению фотосинтеза, повышению накопления надземной биомассы. Помимо этого, у злаков после обработки семян салициловой кислотой возрастают размеры колоса и количество семян в колосе, — рассказала Наталья Казнина, руководитель исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической физиологии растений Института биологии КарНЦ РАН.


Наталья Казнина, руководитель исследования, ведущий научный сотрудник лаборатории экологической физиологии растений Института биологии КарНЦ РАН


В ходе исследований выяснилось также, что у растений, чьи семена были обработаны этим регулятором роста, отмечалось более высокое содержание цинка и меди в зерне, чем у растений без обработки. По предположению исследователей, такой эффект может быть связан с воздействием салициловой кислоты на активность мембранных белков (переносчиков ионов металлов в клетках). Однако этот механизм еще предстоит изучить.

— Таким образом, обработка семян злаков салициловой кислотой приводит к выраженному положительному эффекту: повышает устойчивость растений к дефициту цинка и меди, увеличивает их семенную продуктивность в этих условиях и способствует повышению содержания важных микроэлементов в зерне. Учитывая доступность и невысокую цену салициловой кислоты, мы можем рекомендовать аграриям использовать ее в качестве эффективного, экономически выгодного и безопасного реагента для повышения урожайности злаков на почвах с низким содержанием цинка и меди как альтернативу внесению большого количества минеральных удобрений — подытожила Наталья Казнина.