Исследование влияния Карвитола на качество волокна при обработке льна-долгунца (Linum usitatissimum L.)

и Дмитревская Инна Ивановна

Аннотация

лен долгунец карвитол волокно

Проведено изучение действия регулятора роста растений Карвитола на посевы льна-долгунца сорта Антей. Показано, что обработка Карвитолом в концентрации 10^-4-10^-1 М/л растений при их высоте 3-12 см оказывает ростстимулирующее действие и приводит к повышению качества волокна. Проведено исследование содержания целлюлозы, лигнина и зольных элементов в волокне. Показано, что обработка биостимулятором приводит к возрастанию в волокне массовой доли целлюлозы при снижении содержания лигнина и золы.

Ключевые слова: регуляторы роста растений, лен-долгунец, карвитол, целлюлоза, лигнин, льноволокно, качество волокна, макроэлементы, микроэлементы.

Введение

В 90-х годах ХХ века в льняном комплексе России сложилась непростая ситуация. Несомненно, качество является самой серьезной проблемой в возрождении российского льняного комплекса. А низкое качество является результатом недостатков агротехники и недостатков при переработке льноволокна. При плохом качестве основного сырья невозможно получить высококачественную продукцию при дальнейшей переработке.

Проблему качества необходимо рассматривать в самом широком смысле: это, прежде всего высокоурожайные сорта, устойчивые к болезням, к полеганию с учетом особенностей технологии под каждый сорт, это отзывчивость сорта на оптимальное количество удобрений и пестицидов, контроль за процессом росяной мочки и прочими технологическими операциями при получении льнотресты и льноволокна.

Необходимо отметить, что лен - это единственная сельскохозяйственная культура, где страна может занимать лидирующие позиции, как по засеваемым площадям, так и по производству льноволокна и льносемян. В настоящее время мы стабильно занимаем 3-4 место наряду с Беларусью после Китая и Франции.

До 80-х годов прошлого столетия Россия уверенно занимала 1 место. Посевные площади льна-долгунца в стране в 1984 году составляли 1 млн. 100 тыс. га, в 1990 году сократились до 327 тыс. га [1].

По данным Госкомстата РФ (рис. 1) в последние годы посевные площади под лен находятся на уровне 70-80 тыс. га и снизились по сравнению с 1990 годом в 4 раза. По оценкам ВНИИ льна и Минсельхоза льняной клин России должен быть не менее 200 тыс. га, чтобы обеспечить потребности реально существующих на сегодняшний день предприятий текстильной промышленности.

В настоящее время производство льноволокна находится на уровне 40-60 тыс. тонн при урожайности волокна на уровне 6-7.8 ц/га (рис. 2). За последние 8 лет, несмотря на снижение посевных площадей, валовой сбор волокна относительно стабилен. Это объясняется, прежде всего, увеличением урожайности волокна.

Поэтому повышение урожайности льна и качества льноволокна является актуальной задачей, которая может быть решена путем применения, например, регуляторов роста растений. Одним из перспективных регуляторов роста для предпосевной обработки семян и вегетирующих растений является «Карвитол», где действующим веществом является ацетиленовый спирт (2-метил-3-бутин-2-ол). По физико-химическим показателям «Карвитол» представляет бесцветную жидкость с массовой долей ацетиленового спирта - не менее 10%, масс-совой долей ацетона - не более 0.06%, массовой долей воды - остальное, плотность при 15 ^оС - 0.9986 г/см³, показатель преломления при 20 ^оС - 1.3339, температура кипения - 100-101 ^оС.

Рис. 1 Динамика снижения посевных площадей под лен-долгунец

а)

б)

Рис. 2 Динамика производства льноволокна в России (а) и урожайность льноволокна (б)

Установлено, что применение регуляторов роста такого типа приводит к повышению энергии прорастания и всхожести семян, увеличению урожайности некоторых овощных, зерновых культур. В связи с этим представляется интересным изучить ее рострегулирующее действие на растения льна (Linum usitatissimum L.) и качество получаемого льноволокна.

Методика исследования

Условия выращивания. Характеристика почвы. В настоящей работе приведены результаты исследований по обработке льна-долгунца (Linum usitatissimum L.) сорта Антей (элита) карвитолом с эффективной концентрацией действующего вещества 410^-3 г/м² и водой в качестве контроля. Расход рабочей жидкости из расчета 250 л/га. Высота растений при обработке составляла 3-12 см. Опыты проведены в фермерском хозяйстве «Логунов» Меленковского района Владимирской обл. в 2005-2007 гг. на делянках площадью 100 кв. м. в 4-кратной повторности. Почва дерново-подзолистая суглинистая. Агрохимическая характеристика пахотного слоя поля (0-20 см): содержание гумуса (по Тюрину) - 1.9%; рН_КСl = 5.85. В пересчете на 100 г почвы гидролитическая кислотность (по Каппену) составила - 3.06 мг-экв; сумма поглощенных оснований (по Каппену-Гильковицу) - 5.17 мг-экв; содержание подвижного фосфора (по Кирсанову) - 20.9 мг; обменного калия (по Масловой) - 12.8 мг; минерального азота (нитратная и аммиачная формы) - 3.12 мг.

Замеры и наблюдения за растениями проводили по всем фазам роста в соответствии с методическими рекомендации ВНИИ льна (1980 г). Содержание целлюлозы, лигнина, макро- и микроэлементов определено по стандартным методикам.

Результаты и их обсуждение

Ранее было установлено, что льноволокно высокого качества характеризуется повышенным содержанием целлюлозы и низким содержанием лигнина, пектиновых веществ, гемицеллюлозы, азотсодержащих веществ и золы [3]. Поэтому концентрация макро- и микрокомпонентов по органическим веществам, соотношение между всеми компонентами, а в зольной части - между макро- и микроэлементами является объективной количественной характеристикой качества льноволокна. На рис. 3 представлены результаты по изменению массовой доли зольной части в льноволокне различных номеров №3, №4, №9, №11 (по ГОСТ 10330), полученном из льна-долгунца сорта Антей.

Рис. 3 Содержание целлюлозы и золы (_*210^-2%) в коротком (№3 и №4) и длинном волокне (№9 и №11), К - контроль, Кар - обработка «Карвитолом»

Видно, что более высокое по номеру льноволокно характеризуется более низким содержанием золы и более высоким содержанием целлюлозы, причем в волокне, полученном изо льна с обработкой карвитолом, массовая доля зольной части на 0.4-0.6% (в абсолютных величинах) меньше, а содержание целлюлозы - на 2-6% больше для каждого номера волокна.

В таблице представлены данные по содержанию некоторых химических элементов в образцах льноволокна №3 и №4, а также длинного волокна №9 и №11 с обработкой и без обработки карвитолом.

Таблица

Содержание некоторых химических элементов в образцах льноволокна

В исследованных образцах льноволокна в макроколичествах (>100 мг/кг) присутствуют K, Na, Ca, Mg, в микроколичествах (20 мг/кг) - Cr, Zn, Rb, Cs и Co. Видно, что в коротком волокне разных номеров, отличающихся по качеству, с ростом номера уменьшается содержание практически всех химических элементов, представленных в таблице, независимо от способа обработки. Так концентрация калия и цинка в волокне №3 в среднем на 10-20% больше, чем в волокне №4 как для образцов, полученных изо льна, обработанного карвитолом, так и без обработки. Содержание натрия имеет ту же тенденцию, однако, при обработке карвитолом общая концентрация натрия увеличивается на 40-50%. Различия в содержании хрома для разных номеров волокна не существенны, что свидетельствует о постоянной концентрации Cr в волокне, независимо от исследованных способов обработки льна. Тенденция изменения содержания кобальта в льноволокне аналогична тенденции изменения по магнию.

Соотношение между элементами также изменяется. Так, если в контрольных образцах отношение Na/K составляет 1:7, то в обработанных карвитолом - 1:4, а соотношение между магнием и кальцием составляет 1:2 и 1:3 соответственно.

Полученные данные позволяют рассчитать коэффициенты перехода химических элементов К_пк:

К_пк = С^э_вол / С^э_кл

где С^э_вол - массовая доля химического элемента в волокне (%),

С^э_кл - кларк того же элемента (%) [2].

Максимальные коэффициенты перехода наблюдаются для калия и кальция, а минимальные - для цезия и хрома. По убыванию коэффициентов перехода металлы можно расположить в следующей последовательности: K, Ca, Mg, Rb, Na, Zn, Cr, Cs, Co. Изменение коэффициентов перехода свидетельствует о возможности преимущественного накопления тех элементов в волокне, а, следовательно, их влиянии на качество волокна, изменение его физико-механических и физико-химических характеристик. Содержание цинка, хрома и кобальта меньше предельно допустимых концентраций по международному стандарту ЭКО-ТЕХ-100 для этих тяжелых металлов в продукции льноперерабатывающей и текстильной промышленности [3].

Заключение

В условиях повышенной антропогенной нагрузки немаловажным фактором является применение новых высокопродуктивных сортов льна-долгунца, каким является сорт Антей, адаптированных к конкретным регионам. Применяемые новые регуляторы роста растений должны не только способствовать повышению урожайности и качества семян и льноволокна, но их остаточные концентрации в продукции льноперерабатывающей и других отраслей промышленности (льноволокно, пакля, ткани, льняное масло, лекарственные препараты, льняная вата и т.д.) должны быть ниже предельно допустимых значений, что показано в данной работе для цинка, хрома и кобальта.

Таким образом, препарат Карвитол на основе ацетиленового спирта в условиях производственных испытаний показал высокую эффективность по повышению качества льноволокна и рекомендован для включения в список пестицидов для использования на льне-долгунце.

Литература

[1] Захаренко А.В., Белопухов С.Л. и др. Научные и практические основы применения защитно-стимулирующих комплексов в современном льноводстве. М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. 2009. 320 с.

[2] Белопухов С.Л., Фокин А.В. К вопросу об извлечении химических элементов льном из почвы - Известия ТСХА. 2002. Вып.4. С. 34-40.

[3] Корсун Н.Н., Белопухов С.Л. и др. Натуральные волокна в современных технических материалах. М.: ВК. 2007. 160 с.

Размещено на Allbest.ru