Высокие уровни азотных удобрений, вносимые для повышения урожайности культур, имеют негативный эффект в виде стресса полегания. Китайские ученые предложили вариант обработки, в данном случае, риса, синергетическим силикатом олигосахаридов морских водорослей 

О том, что с полеганием культур можно бороться даже при достаточно высоком внесении азотных удобрений, сообщает группа ученых из Колледжа ресурсов и окружающей среды Южно-Китайского сельскохозяйственного университета и Научно-исследовательского института риса Гуандунской академии сельскохозяйственных наук (Гуандунская ключевая лаборатория новых технологий в выращивании риса) в статье, опубликованной в журнале Agronomy 2022 на портале MDPI.

«Рис относится к главным зерновым культурам в Китае, а полегание является ограничивающим фактором урожайности и качества. – Пишут авторы. - Полегание вызывает снижение урожайности и качества риса за счет уменьшения фотосинтеза листьев и накопления ассимилятов, а каждые 2% полегания снижают урожай на 1%.

Масса верхних трех листьев и масса метелок – факторы, определяющие устойчивость полеганию: чем больше вес метелки и вес трех верхних листьев, тем выше риск полегания. Точно так же, чем выше растение, тем чаще полегают посевы. Третье – чрезмерные азотные подкормки приводят к поломке стеблей.

Олигосахариды морских водорослей, ферментативно гидролизуемые из морских водорослей, обладают различной физиологической активностью и могут быть рассмотрены в контексте борьбы с полеганием, поскольку их можно совмещать с кремнием, обеспечивая структурную жесткость растений. После осаждения в виде силикагеля кремний не будет легко перераспределяться в другие части растения.

В настоящем исследовании было протестировано влияние нового синергетического силикатного удобрения (SOSSiF) на устойчивость риса к полеганию в 2020 и 2021 годах. Полевые опыты поставлены вблизи города Гуанчжоу, провинция Гуандун, Китай, в сезоне выращивания риса с марта по июль.

Сорта риса JNSM, ZCSM, TY998 или HHZ, использованные в экспериментах, были предоставлены Институтом исследований риса Сельскохозяйственной академии провинции Гуандун.

JNSM — это традиционный сорт риса индика с чувствительностью к температуре. Его средний период роста составляет 108 дней, а высота растения около 96 см.

ZCSM также является обычным сортом риса индика с чувствительностью к температуре. Его средний период роста составляет 110 дней, а высота растения 112 см.

HHZ — традиционный сорт риса индика позднего созревания. Средний период роста 136 дней, высота растения 92 см.

TY 998 – трехлинейный гибрид индики. Его средний период роста составляет 122 дня, а высота растения 116 см.

Синергетическое силикатное удобрение на основе олигосахаридов морских водорослей (SOSSiF) было приготовлено Лабораторией Колледжа ресурсов и окружающей среды Южно-Китайского сельскохозяйственного университета, Гуанчжоу, Китай. Концентрации N, P 2 O 5 , K 2 O, SiO 2 , олигосахаридов и органического вещества в SOSSiF составляли 0,5, 0,04, 4,8, 100, 10 и 10,8 г/л соответственно. Обычное силикатное удобрение (CSiF) состоит из силиката натрия, а концентрация SiO 2 в CSiF составляет 100 г/л. Как CSiF, так и SOSSiF распыляли после 200-кратного разбавления.

В опыте были установлены три варианта обработки: контроль, CSiF и SOSSiF с высоким уровнем азота для подкормки растений (300 кг/га).

Результаты показали, что высокая обработка азотом (300 кг/га) значительно увеличивала кажущуюся скорость полегания всех четырех сортов риса, достигая от 5,5% до 35,5%, в то время как при обычной обработке азотными удобрениями (180 кг/га) га), за исключением ZCSM, остальные три сорта риса (JNSM, HHZ, TY998) не имели полегания.

Тем самым, подтверждено мнение о том, что обработка высоким содержанием азота увеличивает риск полегания растений. В соответствии с полученными результатами, высокие дозы азотных удобрений (450 кг/га) повышала индекс полегания на 34,8%.

Результаты показали, что опрыскивание SOSSiF снижало индекс полегания и значительно повышало урожайность риса при высоком уровне азота.

Скорость полегания была самой низкой при опрыскивании SOSSiF четыре раза при дозировке 45 кг/га каждый раз.

Морфологический и анатомический анализ показал, что SOSSiF уменьшал высоту растения и длину нижних междоузлий в сорте ZCSM и значительно увеличивал площадь поперечного сечения стебля и толщину стенок в сорте JNSM по сравнению с контролем.

Кроме того, SOSSiF повысил прочность рисовой соломы на изгиб с 38,8% до 63,6% и снизил индекс полегания на 36,8% до 42,6%.

Анализ химических компонентов показал, что SOSSiF повышает содержание растворимого сахара, целлюлозы, кремния и лигнина в стеблях.

Корреляционный анализ показал, что индекс полегания положительно коррелирует с длиной нижнего междоузлия и отрицательно коррелирует с прочностью стебля на изгиб и толщиной стебля.

Вывод: опрыскивание SOSSiF повышает содержание кремния и лигнина в стебле и повышает прочность на изгиб, тем самым повышая устойчивость риса к полеганию и урожайность».

По статье группы авторов (Госю Лю, Синь Оуян, Чжимин Ли, Юцян Фу, Хонг Шен), опубликованной на портале www.mdpi.com.

Авторы фото: Госю Лю, Синь Оуян, Чжимин Ли, Юцян Фу, Хонг Шен.