Оценка эффективности препарата Топ Сид в качестве обработки семян сои

Обработка семян в большинстве случаев заключается в применении фунгицидов и инсектицидов, обеспечивающих первоначальную защиту всходов. Однако дополнение схемы обработки фитостимулирующими препаратами способствует улучшению развития корневой системы и активации иммунной защиты растений. 

Цель настоящего исследования  – оценить влияние применения обработки Топ Сид на физиологический потенциал семян сои в течение двух периодов хранения. Оценка жизнеспособности семян сои тетразольно-топографическим методом,  проведенная перед началом опыта, показала среднюю жизнеспособность семян сои, используемых для проведения исследования. Исследование проводилось с использованием полностью рандомизированной экспериментальной схемы с обработками в 4-х кратной повторности для каждого варианта. Все исследования проведены в два периода: оценка влияния протравки на семена сразу после обработки (о дней хранения) и через 50 дней после хранения.

Эксперимент проводился в Государственном университете Маринга (UEM), муниципалитет Маринга, штат Парана, Бразилия в 2017 году. Оценка физиологического качества проводилась в Лаборатории технологии семян Núcleo de Pesquisa Applied to Agricultura. Руководитель исследования: Prof. Dr. Alessandro Lucca Braccini Engo. Agro., Dr.

Физиологическое качество семян во всех вариантах опыта оценивали непосредственно после обработки и через 50 дней хранения семян сои с помощью следующих тестов: стандартная оценка всхожести, оценка методом ускоренного старения семян, индекс скорости прорастания в песке, оценка окончательных всходов в песчаном субстрате, оценка сухой биомассы и длины проростков. 

Действующие вещества пестицидов, применяемых в опыте: карбендазим, ТМТД, имидаклоприд, тиодикарб, тиофанат-метил, пираклостробин, фипронил, флуазинам, бифентрин, металаксил-м, флудиоксанил, тиаметоксам.

Обработка семян обеспечила сохранение физиологического потенциала при хранении по сравнению с контролем без обработки («Контроль» без обработки семян или Т1 в таблице 1). Добавление фитостимулятора Топ Сид к вариантам,  обработанным различными пестицидами, обеспечило более высокое физиологическое качество семян по сравнению с вариантами обработок без фитостимулятора. 

Краткая структура вариантов опыта:

• Т1 – «Контроль», семена сои без обработки ‭
• Т2, Т4, Т6, Т8 – «Стандарт», варианты с обработками разными фунгицидами и инсектицидами без фитостимулятора
• Т3, Т5, Т7, Т9 – «Топ Сид», варианты с обработками разными фунгицидами и инсектицидами в сочетании с фитостимулятором Топ Сид.

Таблица 1. Подробная схема обработки семян сои

Методика лабораторного опыта

Контроль всхожести: испытания проводились по 50 семян в 4-х кратной повторности для каждого варианта обработки. Семена помещали для прорастания между тремя листами фильтровальной бумаги, смоченными дистиллированной водой в пропорции в 2,5 раза превышающей вес семян. Проращивание проводилось при поддержании постоянной температуры 25 ±1°С. Процент  прорастания оценивали на восьмой день после начала испытания по критериям, установленным в Правилах проведения анализа семян лаборатории агрономического департамента Университета Маринга (Бразилия).  При оценке опыта учитывались только нормально развитые проростки (главный корень и надземная часть длиннее 3 см и наличие не менее 2 зародышевых корешков). 

Анализ семян методом ускоренного старения: испытания проводились по 50 семян в 4-х кратной повторности для каждого варианта обработки. Тест на ускоренное старение семян позволяет определить процент нормально и анормально развитых проростков после воздействия высокой температуры и влажности. Образцы располагались на сите из нержавеющей стали, вставленном внутрь пластиковых контейнеров, содержащих 40 мл дистиллированной воды. 

Далее семена были помещены в термостат при соблюдении температурного режима 41 ±1°C в течение 24 часов. По истечении этого периода проведен стандартный тест на определение всхожести семян. Оценка проведена на пятый день после посева. При оценке всходов учитывались следующие параметры: главный корень и надземная часть длиннее 3 см и наличие не менее 2 зародышевых корешков.

Тест на ускоренное старение первоначально был разработан для определения потенциальной способности семян к хранению, однако исследования показали, что получаемые результаты хорошо коррелируют с силой семян и всхожестью в неблагоприятных полевых условиях. Данный тест рекомендован Международным обществом по тестированию семян (ISTA) для государственной сертификации качества семян сои (International rules for seed testing, 2004).

Индекс скорости прорастания семян в песке оценен в результате проведения опыта в 4-х кратной повторности по 50 семян для каждой обработки. Используемый песок предварительно промыт и помещен в пластиковые контейнеры. Испытание проводили в тепличных условиях, влажность поддерживалась умеренным орошением. Ежедневно  в течение 15 дней после посева записывали количество появившихся нормальных проростков. Результаты были выражены в виде индекса скорости прорастания семян.

Окончательное появление всходов в песчаном субстрате: испытание проводили путем посева в лотки, содержащие промытый песок, в 4-х кратной повторности по 50 семян на каждую обработку и аналитическое повторение. Нормально появившиеся всходы сои подсчитывали через 15 дней после посева.  Результаты выражены в процентах.

Оценка длины проростков сои: оценка проведена в 5-и кратной повторности по 20 семян сои. Образцы распределяли в фильтровальных рулонах, смоченных дистиллированной водой в соотношении 3:1 и хранили в термостате при 25°C  в течение семи дней. Общая длина нормальных проростков определялась в конце седьмого дня с помощью миллиметровой линейки.

Оценка сухой массы проростков: опыт проводился после проращивания и определения нормальных и анормальных проростков, далее произведено удаление семядолей и высушивание  с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 80°С. Сухая биомасса проростков получена взвешиванием на весах с аналитический с точностью до 0,001 г.  При оценке семян партия с более высоким процентом прорастания и более высокими значениями сухой массы проростков рассматривается как партия семян с большей силой.

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТА

Влияние фитостимулятора Топ Сид на семена сои

Значительные различия наблюдались для всех проанализированных параметров опыта. Все варианты обработки оказали благоприятное воздействие на продуктивность семян по отношению к необработанному варианту контроля (Т1), независимо от условий опыта  и периода хранения. Сравнив варианты обработок, приходим к выводу, что семена с изначальной низкой и средней  энергией при воздействии  химической обработки показали высокие результаты в тестах на определение физиологического качества семян.

Отмечено, что семена сои с высокой жизнеспособностью обладают большей способностью противостоять неблагоприятному воздействию,  поскольку они реорганизуют свою структуру,  клеточные компоненты, чтобы сохранить целостность мембран неповрежденными, что влияет на проявление энергии прорастания. С другой стороны, семена сои с поврежденными  мембранами   (семена с низкой и средней силой роста) быстрее впитывают воду, что снижает отзывчивость механизмов клеточного восстановления.

После обработки  все варианты опыта соответствовали стандартным показателям теста на всхожесть и признаны пригодным для дальнейшего посева за исключением необработанного контроля (Т1). 

Через 50 дней хранения  только варианты Т5,  T6, T7 и T9 сохранили показатели физиологического качества семян, соответствующие стандарту. При этом варианты с применением фитостимулятора Топ Сид показали более высокие результаты по сравнению с вариантами без дополнительного питания. Например, вариант Т5 с применением Топ Сид показал результат всхожести после хранения в течение 50 дней на 7% выше по сравнению с вариантом Т4, в котором был использован тот же инсекто-фунгицид с соблюдением идентичной дозировки действующих веществ, но без применения фитостимулятора Топ Сид.

Эти результаты показывают, что в дополнение к обеспечению равномерного покрытия и большей адгезии активных веществ к семенам полимеры, используемые в технологии, могли образовывать первоначальный физический барьер для потока воды, что, в случае данного исследования способствовало снижению скорости абсорбции, сводя к минимуму ущерб из-за впитывания, к которому восприимчивы многие проростки с низкой и средней силой роста. 

Сравнивая среднее значение всех вариантов обработок с Топ Сид в сочетании с разными пестицидами (Таблица 1) и контроль без обработки (Т1), а также контроли без фитостимулятора (Т2, Т4, Т6, Т8), варианты с Топ Сид имели тенденцию обеспечивать результаты, которые статистически превосходили результаты соответствующих коммерческих стандартов.

Замечено, что все варианты, включая контроль (Т1), показали выраженное снижение среднего количества нормальных проростков во втором периоде хранения. Потеря жизнеспособности семян в процессе хранения неизбежна, так как по мере старения семена теряют способность прорастать и образовывать нормальные проростки, особенно в неблагоприятных условиях внешней среды. В процессе хранения детериорация семян происходит из-за свободных радикалов, образующихся в результате окисления липидов во время старения, которые реагируют с мембранными липидами, вызывая нарушения этой структуры (Bewley, Marco-Filho).

В этом контексте добавление Топ Сид  в раствор для обработки семян обеспечивало физиологические показатели, в целом превосходящие те, которые были получены при обработке  без фитостимулятора. 

Влияние фитостимулятора Топ Сид на активацию обмена веществ семян сои

Благодаря синергии состава фитостимулятор Топ Сид способен действовать как активатор обмена веществ растений, чтобы способствовать прорастанию. В качестве примера можно упомянуть триптофан – предшественник ауксина, индолуксусной кислоты и важного гормона роста растений, а также аминокислоту глутаминовую, играющую определенную роль для эффективности метаболизма азота и глицина, которые являются веществом-предшественником для синтеза  хлорофилла.

В тесте на ускоренное старение варианты обработки с Топ Сид  показали улучшение показателей по сравнению с аналогичными контрольными вариантами без Топ Сид, особенно в варианте T7.

В первый период хранения необработанный контроль (Т1) показал более низкие показатели в стандартном тесте на всходы и индексе скорости прорастания. Однако в этот же период результаты всходов мало отличались в группах по силе роста (энергии прорастания). 

В опыте наблюдалась тенденция к более низким результатам потенциала всхожести, полученным в тесте на всхожесть (идеальные условия окружающей среды), по сравнению с результатами, полученными в тесте на всхожесть в  песке (неидеальные условия окружающей среды). Такое поведение связано с тем, что фильтровальная бумага является субстратом, обеспечивающим высокую концентрацию действующих веществ вблизи семян, чего не происходит при посеве в песок или в условиях поля, в которых допускается большее разбавление препаратов и снижается чувствительность семян к компонентам обработки.

Результаты индекса скорости прорастания семян после обработки и через 50 дней после обработки, а также опыт на окончательное появление всходов в песчаном субстрате (через 50 дней хранения) подтверждают эффективность препарата Топ Сид, проявившуюся в благоприятном влиянии на физиологические качественные характеристики семян по сравнению с коммерческим стандартом в вариантах без применения фитостимулятора Топ Сид.

Что касается исследования сухой биомассы и длины проростков, применение фитостимулятора позволило получить в целом более сильные семена, особенно в варианте T7. 

В дополнение к тесту на ускоренное старение, тесты на определение сухого вещества и длину проростков позволили зафиксировать воздействие разных протравителей на семена, что приводит к разным уровням жизнеспособности семян, при этом обработки  в вариантах T6 и T7 превосходят  результаты вариантов T2 и T3.

В процессе хранения происходит уменьшение накопленной биомассы или длины проростков, что  объясняется более медленной скоростью физиологических и биохимических процессов, свойственной детериорации семян. Однако высокие концентрации действующих веществ в составе обработки усиливают проявление фитотоксической природы этих элементов, что затрудняет гидролиз и мобилизацию резервов, необходимых для  успешного прорастания.

В этом контексте показатели сухого вещества и длины проростков соответствовали другим тестам, демонстрирующим воздействие действующих веществ пестицидов в вариантах Т2 и Т3 на потенциал и физиологические особенности семян, особенно в случае отсутствия применения дополнительных элементов питания при добавлении в обработку Топ Сид (Т3). Эти данные подтверждают результаты, полученные в работах Dan и др. 2010 г. и 2011 г., о том, что большой объем имидаклоприда в растворе обработки семян (как в варианте T3) показал неблагоприятное воздействие на физиологический потенциал семян сои, особенно при хранении.

На основе результатов, представленных выше, наблюдается, что добавление Топ Сид в обработку семян привело к улучшению показателей по сравнению с «Контролем» и «Стандартом» без фитостимулятора.

В результате опыта зафиксировано, что более длительный срок хранения обеспечивал снижение жизнеспособность и всхожести, особенно в варианте оценки необработанных семян (Т1). Для всех проанализированных вариантов опыта в оба периода хранения (опыты после обработки и через 50 дней хранения) добавлен препарат Топ Сид. Варианты с Топ Сид  обеспечили результаты физиологического качества, превосходящие те, которые наблюдались при обработках, проводимых без этого продукта.

Источники: 

ALMEIDA, A.S.; CASTELLANOS, C.I.S; DEUNER, C.; BORGES, C.T.; MENEGHELLO, G. E. Efeitos de inseticidas, fungicidas e biorreguladores na qualidade fisiológica de  sementes de soja durante o armazenamento. Revista de Agricultura, v. 89, n. 3, p. 172-182, 2014. 

BANZATTO, D.A.; KRONKA, S.N. Teste de significância. In: BANZATTO, D.A.; KRONKA, S.N. Experimentação agrícola. 4.ed. Jaboticabal: FUNEP, 2008. p. 23-52,

BEWLEY, J. D.; BLACK, M. Seeds: physiology of development and germination. New York: Plenum Press, 1994. 445 p.

BEWLEY, J.D.; BRADFORD, K.J.; HILHORST, H.W.M.; NONOGAKI, H. Seeds: Physiology of development, germination and dormancy. 3rd ed. New York: Springer, 2013. 392 p.

BINSFELD, J.A.; BARBIERI, A.P.P.; HUTH, C.; CABRERA, I.C.; HENNING, L.M.M. Uso de bioativador, bioestimulante e complexo de nutrientes em sementes de soja. Pesquisa. Agropecuária. Tropical, v. 44, n. 1, p. 88-94, 2014. 

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa n.25 de 2005. 

Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 18 p., 2005.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes.  Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília: MAPA/ACS, 2009. 399 p.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa n.46 de 2016

BRZEZINSKI, R.C.; ABATI, J.; HENNING, F.A.; HENNING, A.A.; FRANÇA NETO, J.B.; KRZYZANOWSKI, F.C; ZUCARELI, C. Volumes de calda no tratamento industrial sobre a qualidade fisiológica de sementes de soja com diferentes níveis de vigor. Journal of Seed Science, v. 39, n. 2, p. 174-181, 2017. 

CASTRO, A.M.C.; BOARETTO, A.E. Adubação foliar do feijoeiro com nutrientes, vitamina B1 e metionina. Científica, v.6, p. 173-178, 2002. 

CASTRO, C.S.A; BOGIANI, J.C.; SILVA, M.G.; GAZOLA, E.; ROSOLEM, C. A. Tratamento de sementes de soja com inseticidas e um bioestimulante. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.43, p.1311-1318, 2008. 

CASTRO, P.R.; CARVALHO, M.E.A. Aminoácidos e suas aplicações na agricultura. Série Produtor Rural. Piracicaba: Universidade de São Paulo – USP, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – ESALQ, 2014. 

EVANGELISTA, J.R.E.; OLIVEIRA, J. A.; BOTELHO, F.J.E.; OLIVEIRA, R.M.E.; PEREIRA, C. E. Desempenho de sementes de soja peliculizadas em solo com diferentes teores de água. Ciência e Agrotecnologia, v. 31, n. 4, p.994-999, 2007. 

FRANÇA NETO, J.B.; KRZYZANOWSKI, F.C.; COSTA, N. P. O teste de tetrazólio em sementes de soja. Londrina: EMBRAPA-CNPSo, 1998. 72p. (EMBRAPA-CNPSo. Documentos, 116). 

FRANÇA-NETO, J.B.; HENNING, A.A.; KRZYZANOWSKI, F.C.; HENNING, F.A.; LORINI, I. Adoção do tratamento industrial de sementes de soja no Brasil, safra 2014/15. In: Congresso Brasileiro de Soja,7. Florianópolis. Tecnologia e mercado global: perspectivas para soja: anais. 2015