В Китае провинция Хунань имеет самую большую площадь посевов рапса, с общим объемом производства 2,438 млн тонн в 2022 году, занимая третье место в КНР по той причине, что средняя урожайность с единицы площади ниже средней урожайности Китая. С ростом спроса на пищевое рапсовое масло национальные исследователи уделяют много внимания тому, как можно повысить урожайность.
Внесение удобрений является одним из основных факторов, влияющих на урожайность рапса, и в настоящее время рапсоводы полагаются на азотные, фосфорные и калийные удобрения. Новые продукты в линейке питания рапса могут помочь культуре обрести дополнительные силы.
Например, селен (Se) влияет на рост и развитие, стрессоустойчивость, фотосинтез и регуляцию дыхания растений, а также может смягчить ущерб, вызванный стрессами разного рода.
В исследовании на саженцах чая при использовании различных концентраций селена ученые обнаружили, что содержание хлорофилла и каротиноидов увеличивалось при низкой концентрации селена (0,15 и 0,3 мг/л) по сравнению с контролем. Концентрация селена (0,3 мг/л) усиливала фотосинтез и активность корней, а также увеличивала биомассу.
В другом исследовании опрыскивание листьев проса итальянского, то есть могара, наноселеновым удобрением улучшила показатели роста. Также применение селена было проверено на кукурузе и других культурам.
В более раннем исследовании группы китайских ученых установлено, что по сравнению с контролем, когда концентрация Na2SeO3 составляла 0,200 г/кг, пролин и растворимый сахар в листьях проростков рапса увеличились на 377,21% и 47,38% соответственно. Обработка селеном низкой концентрации может повысить стрессоустойчивость проростков рапса, замедлить старение и стимулировать рост.
В этом исследовании, выполненном исследователями Хунаньского сельскохозяйственного университета и Бюро сельского хозяйства и сельского хозяйства Чжанцзяцзе, брассинолид (BR), кремний (Si) и селен (Se) и их различные комбинации тестировались в качестве внекорневых удобрений, распыляемых по листу рапса.
Абсолютное количественное секвенирование транскриптома и биоинформатический анализ были использованы для выявления потенциально дифференциально экспрессируемых генов, которые влияют на рост проростков рапса, затем метод ОТ-ПЦР в реальном времени был использован для изучения паттернов экспрессии этих генов, что может быть полезным для предоставления справочной информации для скрининга подходящих внекорневых удобрений и исследования молекулярных механизмов.
По итогам работы ученые акцентировали внимание на то, что в случае чрезмерного применения азотно-фосфорно-калийного комплексного удобрения и ограниченного увеличения урожайности рапса, соответствующее применение внекорневой подкормки селеном (Se) в период роста сыграло важную роль в улучшении конечных признаков урожайности.
Соответствующее применение селенового удобрения может не только увеличить содержание азота, фосфора, калия и селена в различных органах сельскохозяйственных культур, но и улучшить качество и урожайность сельскохозяйственных культур в разной степени.
Селен также повышать устойчивость растений к болезням и стрессу, а соответствующее количество экзогенного селена оказывает значительное влияние на подавление роста патогенов, вызывающих, например, склеротиниоз рапса – заболевания, особенно вредоносного в период цветения. В этом смысле также ведутся изыскания на предмет биофунгицидной активности вещества.
В этом исследовании селен тестировали также в комплексе с брассинолидом, поскольку тот играет важную роль в росте, развитии и устойчивости растений к стрессу, и с кремнием, который аналогично относится к антистрессовым веществами – его применяют внекорневым распылением на стадии прорастания рапса (может улучшить устойчивость к холоду, урожайность и вес 1000 зерен).
Различные обработки оказали стимулирующий эффект на рост и урожайность признаков трех сортов, из которых Xiangzayou 787 имел самую высокую урожайность на растение, которая увеличилась на целых 24,3% при обработке только лишь распылением селена.
Дифференциально экспрессируемые гены, связанные с ростом и развитием, были обнаружены с помощью абсолютного количественного секвенирования транскриптома, и был проведен скрининг ключевого гена PP2C78, который может влиять на рост рапса.
Уровень экспрессии гена PP2C78 в стенке стручка от растения, обработанного селеном, был значительно выше, чем в контроле. Вероятно, ген PP2C78 может быть ключевым функциональным геном, влияющим на урожайность рапса.
Результаты этого исследования показывают, что опрыскивание листьев соответствующими концентрациями селена может не только способствовать эффективности фотосинтеза, росту и развитию рапса на стадии бутона, но и увеличивать продуктивное количество стручков, массу тысячи зерен и урожайность одного растения рапса со значительным эффектом повышения урожайности. Это дает основу для дальнейшего изучения высокоурожайного выращивания рапса.
Далее ученые продолжат изучение взаимосвязи между оптимальным периодом обработки и концентрацией внесения селенового удобрения, сейчас они считают целесообразным применять на стадии цветения.
По статье группы авторов (Ци Чжан, Цзяюань Пэн, Юйци Лю, Чуньфэн Се, Чжэньцянь Чжан), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
