Управління стресом рослин на ранніх етапах розвитку шляхом регулювання гормонального балансу Доктор Роберт Шортелл, Stoller International
Климчук Микола
кандидат с.-г. наук, Stoller Ukraine
iсторiя Компанii Заснована у 1970 році доктором Джері Столлером Живлення рослин з фокусом на мікроелементах і вторинних макроелементах З 1990-х Центр досліджень і розвитку разширив свою діяльність на вивчення фітогормонів і застосування елементів живлення для підвищення стійкості до хвороб До складу компанії входить 23 дочірніх підприємства 29 заводів в 20-ти країнах Продажі більше, чим в 70-ти країнах
Хто мИ? Stoller – це міжнародна агро-наукова компанія. Основним напрямком нашої роботи являється підвищення продуктивності рослин завдяки застосуванню фітогормонів, елементів живлення, низькомолекулярних речовин і рослинних екстрактів для регулювання стресу і встановлення гормонального балансу рослин. Вже більше 45 років Stoller розробляє інноваційні рішення для зниження втрат урожайності шляхом максимізації генетичного потенціалу рослин, підвищуючи урожайність і прибуток для прогресивних фермерів.
«Наша робота покликана допомагати фермерам природнім шляхом розкривати генетичний потенціал рослин» Джері Столлер
Stoller Enterprises Науково-дослIдний центр Stoller Enterprises фокусується на дослідженнях і розробці продуктів і технологій для максисмізації генетичної експресії Світові патенти на 7 унікальних продуктів 17 докторів наук 400 дослідницьких програм у передових університетах по всьому світу
Модель Гормонального балансу
ВIД агронома ДО фIзIологА рОсЛИН: рIзницЯ ПОглядIв ФІЗІОЛОГ Мінерали як сигнал Зміни в часі і просторі Мінерали як структурні компоненти
АГРОНОМ
Фізіологічне втручання, листові і кореневі підживлення, цілеспрямована і точна обробка безпосередньо рослини
Діагноз по фізіологічним міркам: будова рослин, відображаюча здібність, довжина міжвузлів, форма рослини
Внесення мінералів (в залежності від їх дефіциту), удобрення і обробка грунту, а не рослини
э
Здорова рослина завжди пIдтриму активнИй фотосинтез Будь-які біологічні фактори або фактори оточуючого середовища Мінерали Вода Оточуюче середовище Мікроорганізми Комахи . Фактори, перешкоджаючі фотосинтезу знижують урожайність
ТехнологII Stoller для регулЮВАННЯ стресУ K Zn 37°C
ПОсу ха
СОНЯЧН Е свІтЛО
КОМАХ И
НАДЛИ ШОК АЗОТУ
Оптимальна зона
15°C
Mn Cl Cu Mo Ca
ТемпературнИй режим
B ПЕРЕЗВОЛ ОЖЕННЯ
ДефІцит соНЯЧНО ГО свІТЛА
ХВОРОБ И, ШКІДН ИКИ
ДефІцит азотУ
ДефІцит элементІв ЖИВЛЕННЯ
Генетичний потенціал урожайності
Реалізований потенціал урожайності
Безліч факторів знижує потенціал урожайності – Погодні умови • Температура (спека/холод) • Посуха / Перезволоження – Особливості вирощування (час внесення, інтенсивність, норма посіву, і т.д.) – Поживні речовини / хім. склад грунту – Бур’яни / Шкідники / Хвороби Потенціал Урожаю – Самий високий в насінні
Модель Гормонального Балансу Рослини
абIотичний I бIотичний стрес призводить до утворення РФК Озон Старіння Гербіциди Травмування
Посуха
Реактивні форми кисню (РФК)
Інтенсивне світло
Патогени Спека і холод Важкі метали Підтоплення, град
Стрес = Зниження потенціалу
Стресовий етилен
Bioforge – ЩО ЦЕ? Реакція двух молекул природнього походження мурашина кислота
сечовина
N,N’- диформIл сечовина
Патент США: 6040273 Патент Канади No.: 2253839 Хімічна реферативна служба (CAS): 188596-19-2
Молекулярні проби Реактивні форми кисню (РФК) Пошкодження стресом (H2O2) коріння томатів забарвлюються индикатором CM-H2DCFDA на РФК
Bioforge захищає корені томатів від токсинів індукованих РФК і загибелі courtesy J. Lincoln and D. Gilchrist
Етилен (ppb) на грам повної ваги тканин (n=56)
ВимIрювання отримання етилену за допомогою газового хроматографа Вплив компонентів на продукування етилену листям арабідопсіса (24 години після примінення)
Гени індуковані Bio-Forge Гени пригнічуючі Bio-Forge
Компютерне розшифрування данних мікрометричного аналізу ДНК для виміру експресії генів. Дозволяє отримати інформацію по активації генів, (наведена в слідуючому слайді). Різні кольори позначають різну реакцію: +/-. Інтенсивність кольору означає активність реакції (генної експресії).
Гени незмінені Bio-Forge
Bio-Forge регулю гени э
Кратність індукції генів (в середньому по 20 рослинам, 2 повторення проби)
Фіксування РФК
Гени, що регулюють АБК
Основний Гени, що ген регулюють фотосинтез
IндуКУВАННЯ генIв ЗА ДОПОМОГОЮ Bioforge приЗводитЬ ДО синтезу бIлкIв Гени, повязані зі стресом üDREB1A üКаталаза üДегідрин RAB18 üRD29A Ріст кореневих волосків • RSL4
Yi, et al (2010). NATURE GENETICS 7 Feb 2010.
Більш розвинута коренева система
Bioforge – обробка насIння
Bioforge за умов посухи Дуже сухий грунт навколо коренів, оброблений тільки добривами
Bio-Forge (1 л/га), зберігає вологу в грунті в прикореневій зоні , навіть за дуже посушливих умов
(Dr. Liptay 2015)
Bioforge за умов посухи
+ 7 ц/га
ПрихованI втрати урожайностI при гербIцидних обробках Дані зібрані Валерією Сельвою Керівник технічного департаменту Stoller Argentina, 2015
Proprietary and Confidential May not be reproduced in whole or in part without prior written consent of STOLLER ENTERPRISES © 2015
Гербіциди призводять до значних втрат урожайності
Дія Bio-Forge при гербіцидному стресі- Цибуля Необроблений контроль
Stimulate 0.25 л/га + Bio-Forge + 0.75 л/гa
Відновлення після пошкодження гербіцидами Соняшник Позакорене підживлення Bioforge 1,2 л/га
Дані застосування препаратів Stoller на полях ПСП «Злагода» в Рівненській області.
Інформація для запам’ятовування Bio-Forge найбільш ефективно запобігає і відновлює рослини після пошкоджень гербіцидами • Застосовуйте перед, під час і після внесення гербіцидів в дозуванні 1 л/га • Бакова сумісність При дуже значному пошкодженні • Застосовуйте Bio-Forge (1 л/га) + SYE (0,6 л/га)
веснянI заморозки
э
що явля собою мороз? Молоді, неакліаматизовані тканини Вода замерзає всередині рослини Механічне травмування Протікання Руйнування
э
що явля собою мороз? Відносна концентрація гормонів: мороз -1
1
3
Auxin (IAA)
1
Cytokinin (CK)
1
Фізіологічні умови • Бруньки зупиняються в рості • Продихи закриваються • Фотосинтез проходить повільно • Кореневий ріст уповільнюється
5
Механічні травмування Gibberellin (GA)
1
Abscisic (AB)
Ethylene (ET)
5
1
Рекомендації • Bio-Forge (профілактика/відновлення) • X-Tra Power (відновлення)
Що таке X-Tra Power? Мікроелементи, хелатовані поліамінами Активатори росту рослин Стимулює швидкий ріст та розвиток, сприяючи відновленню після пошкоджень.
X-Tra Power (1.8 л/га) Якомога швидше після морозу Найбільш ефективний при позакореневому підживлені
як боротись з морозом Профілактика Що робити: • Bio-Forge (1 л/га) • На протязі тижня перед морозом • В грунт або позакоренева обробка Відновлення
Що робити: • Bio-Forge (0.6 л/га) • X-Tra Power (1.8 л/га) • Якомога швидше після морозу • Найбільш ефективний при позакореневому підживленні
Bio-Forge проти морозу Bio-Forge (1 л/га)
1 день після стресу
10 днів після обробки, 11 днів після стресу
Bio-Forge пIСЛЯ градУ НА ЦУКРОВИХ Bio-Forge (1БУРЯКАХ л/гa)
2 дні після стресу
21 день після обробки; 23 дня після стресу
Bio-Forge при заморозках I градI Bio-Forge (1 л/га)
2 дні після стресу
14 днів після обробки; 16 днів після стресу
Пошкодження заморозками Кукурудза
Позакоренева обробка Bioforge 0,6 л/га + X-Tra Power 1,8 л/га До обробки
+ 11,3 ц/га +13,8%
Дані польових дослідженнь препаратів Stoller на полях ТОВ «НВФ «Урожай», МХП, Черкаська обл.
Після обробки
Пошкодження снIгом Ріпак озимий
Позакореневе підживлення Bioforge 0,8 л/га + X-Cyte 0,8 л/га + 6,4 ц/га + 26%
Фото до обробки
Дані польових дослідженнь препаратів Stoller на полях UkrLandFarming в Миколаївській обл..
Stimulate
: ЩО ЦЕ таке? Stimulate
Сполучення гормонів у співвідношенні 1:1:2 Ауксин
Гіберелова кислота
Цитокінін
Рег. № Агентства з охорони оточуючого середовища 57538-13
Stimulate – ЯК ЦЕ ПРАЦЮ ? ↑УРОЖАЙ = ↑ГЕНЕТИЧНА ЕКСПРЕСІЯ- ↓ВТРАТИ
э
Ауксин
гIБЕРЕЛОВА кислота:
АУКСИН: Диференціація клітин
Сприяє проростанню Ріст клітин в довжину Пригнічує абсцизову кислоту
Апікальне домінування Тропізм
ЦитокIнIн: Поділ клітин в тканині стебла Уповільнює старіння листя Сприяє розвитку бульбочок ЦитокІнІн
Stimulate – ОБРОБКА нАСIННЯ
Stimulate – ОБРОБКА нАСIННЯ
Тепловий стрес
Кореневий ЧОХЛИК при 100кратному 1. Меристема збIльшеннI 2. Cтатоціти зі статолітами 3. 4. 5.
Бокові клітини Мертві клітини Зона розтягування
Цитокінін виробляється в меристемі кореневих кінчиків (1)
активнIсть фIтогормонIв I концентрацIя у вIдповIдь на кIлькIсть поживних речовин I на стрес Нітратний азот підтримує синтез цитокініну в кінчиках коренів
Спека активує цитокінін-оксидазу
Цитокінін
Спека руйну цитокIнIн Э
Пшениця
68°F
20°C
Стрес від високих температур на стадії цвітіння знижує урожайність рослин
Ріпак
80-86°F
27-30°C
1. Формування пилку і зародку
Ячмінь
80°F
27°C
Соя
87°F
31°C
2. Запилення
Кукурудза
87°F
31°C
Рис
93°F
34°C
Сорго
95°F
35°C
Бавовник
100°F
38°C
Критические температури
3. Запліднення 4. Формування і розвиток ембріона
Э
Як працю
X-Cyte Цитокінін
Стрес від спеки
Цитокінін оксидаза
Транспорт цукрів •
На репродуктивному етапі необхідний високий рівень цитокініну
Рух сахарози до квітки Активність інвертази
• •
Із-за високих температур цитокінін разпадается Рослина не може утримувати необхідний рівень цитокініну в тканинах
Цукри рухаються до квіток/пилку Запліднення Формування плодів
Баланс гормонів
В зернах рівень цитокініну найбільш високий на протязі 8-15 днів в період запилення (кукурудза, рис)
абортування зерен пIд впливом високих температур
Незапліднення через спеку
Э
X-CYTE зберIга урожайнIсть в умовах високих температур Зберігання потенційної урожайності % потенційна урожайність (тонн на гектар)
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
X-Cyte
Контроль
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
Дні після посіву
Застосування (1,2 л/га) на стадії V5 відповідає в часі з розвитком жіночих і чоловічих тканин
X-Cyte Typical
X-Cyte на кукурудзI
X-Cyte на соI
Модель Гормонального БалансУ РОСЛИНИ
+ 38 044 393 93 39 info@stollerukraine.com stollerukraine.com.ua