Некоторые физиолого-биохимические особенности сортов сои при интенсивной технологии возделывания
Исследование влияния средств защиты сои и удобрений на биохимические показатели, урожайность и качество зерна. Индивидуальная чувствительность сортов сои к обработкам при экстремально засушливых погодных условиях и различным биохимическим препаратам.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.02.2019 |
Размер файла | 42,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Орловский государственный аграрный университет
Некоторые физиолого-биохимические особенности сортов сои при интенсивной технологии возделывания
Прудникова Е.Г., Лысенко Н.Н., Матвейчук П.Н.
Аннотация
Объект исследования - сорта сои Зуша, Ланцетная, Мезенка, Свапа. Цель работы - установить влияние средств защиты сои и удобрений на биохимические показатели, урожайность и качество зерна. У растений сорта Ланцетная в фазу бутонизации наблюдалось усиление активности пероксидазы на 62%, а уровень процессов перекисного окисления липидов уменьшился на 20%. В фазу налива семян усилились ростовые показатели, содержание малонового диальдегида уменьшилось на 24%, при этом отмечена высокая активность пероксидазы, т.е. наблюдалось усиление интенсивности физиолого-биохимических процессов, что и обеспечило получение урожайности зерна 2,10 т/га.
У сорта Мезенка в фазу бутонизации произошло усиление ростовых показателей, что, однако, не привело к усилению процессов липопероксидации, возможно, связанных с высокой активностью ферментов, утилизирующих перекись водорода. Отмечено снижение активности малонового диальдегида на 37% и увеличение активности пероксидазы на 13%, по сравнению с контролем. Урожайность зерна этого сорта составила 1,50 т/га. У сорта Свапа во время фазы бутонизации обнаружено 22%-ное снижение интенсивности утилизации перекиси и более низкое содержание малонового диальдегида. Проведенный анализ установил снижение активности фермента в опыте на 34%, по сравнению с контролем, а уровня малонового диальдегида - на 46%. Урожайность зерна этого сорта составила 1,83 т/га. При незначительном снижении свободно-радикальных процессов, в частности, перекисного окисления мембранных липидов у сорта Зуша, отмечено увеличение активности пероксидазы по сравнению с контролем на 27%. В последующие дни тенденция к увеличению активности пероксидазы и уменьшению содержания малонового диальдегида сохранялась. Урожайность сорта составила 1,60 т/га. Неоднозначный ответ окислительно-восстановительных процессов у сортов сои может быть связан как с индивидуальной чувствительностью сортов к обработкам при экстремально засушливых погодных условиях весны-начала лета, так и различным физиолого-биохимическим состоянием до обработок.
Ключевые слова: соя, средства защиты, удобрения, биохимические исследования, пероксидаза, малоновый альдегид, урожайность, качество зерна
Проблема производства растительного белка постоянно является актуальной как в мировом, так и в отечественном растениеводстве. От её решения зависит обеспеченность населения полноценными продуктами питания, а животноводства ? высококачественными кормами. 2017 год стал рекордным по валовому урожаю зерновых (более 130 млн. т) и сбору зернобобовых культур.
Соя (Glycine max Merrill) - это бобовая культура не только по ботанической, но и биологической классификации. Но в России основными поставщиками белка по-прежнему являются зерновые культуры. В общем сборе белка, который составил в 2016 году 17,8 млн. тонн, основная доля приходится на пшеницу: 8,8 млн. тонн, или 50%. Вместе с тем за 10 лет в структуре производства растительного белка произошли значительные изменения: возросла доля зерна кукурузы (с 3,2 до 7,8 %) и зернобобовых культур, включая сою (с 4,3 до 9,2 %).
По коэффициенту переваримости белок семян сои и других зернобобовых культур близок к белку куриного яйца и молока. Если ценность белка пшеницы оценивается в 5 усл. единиц, ячменя ? 20, то сои ? 43. Кроме того, белок зернобобовых культур содержит от 30 до 60 % высокоамилозного крахмала, который легко усваивается животным организмом. Это позволяет зерну сои быть полноценным для покрытия энергетических и белковых потребностей человека и животных. Кроме этого, белок зернобобовых, в отличие от белка зерновых культур, содержит в 1,5 раза больше незаменимых аминокислот, в числе которых треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, лизин, триптофан. Зерно бобовых культур является источником полноценных белковых добавок в комбикорма, так как ни одна зерновая культура не сбалансирована по протеину и, особенно, лизину. Наибольшую ценность в этом отношении представляют соя, горох, вика.
Результаты аналитических материалов показывают, что производство зернобобовых культур и сои стабильно увеличивается, начиная с 2001 года, но наиболее существенный рост наблюдается с 2011 года, когда посевная площадь зернобобовых культур ежегодно увеличивалась на 300 тыс. га, а сои - почти на 400 тыс. га. К 2016 году она составила по зернобобовым 1778 тыс. га, по сое - 2184 тыс. га. Линия тренда площадей посева в течение 2001-2016 гг. стабильно растёт, причём в 2016 году впервые площади посева сои превысили посевную площадь зернобобовых культур на 400 тыс. га. Ежегодный прирост посевной площади по линиям тренда составил у сои 125 тыс. га, у зернобобовых - 68 тыс. га в год, т.е. темпы роста площади посевов сои в два раза выше, чем зернобобовых культур.
За последние годы отмечается положительная динамика по валовому производству соевых бобов. Впервые более 1 млн. т сои было получено в 2010 г., в 2017 г. намолочены рекордные 3,6 млн. тонн. Ежегодный прирост валового сбора, начиная с 2010 г., составляет в среднем 330 тыс. т. Эта тенденция может сохраниться за счет расширения площадей под культурой в европейской части России и постепенного роста урожайности на 5-10 %. Следует отметить, что валовой сбор зернобобовых в большей мере зависит от урожайности и погодных условий [1-4].
В Орловской области также происходит расширение посевов сои. Если 10 лет назад сою только начинали высевать, то в 2011 году площади достигли 12 тыс. гаё а в 2018 году - 96 тыс. га. Учеными Всероссийского НИИ зернобобовых культур, Орловского ГАУ разработана технология возделывания, выведены сорта, имеющие спрос далеко за пределами области, используются сорта других регионов и зарубежные (всего в "Государственном реестре…" на 2017 год для пятого региона разрешено использовать более 60 сортов сои) [5].
Фитосанитарная оценка состояния посевов сои в Орловской области свидетельствует о том, что защита растений имеет достаточно большой потенциал повышения урожайности и качества зерна культуры.
Рациональное сочетание всех методов и средств защиты сои от комплекса вредных организмов основывается на высокой культуре земледелия, использовании устойчивых сортов, современной техники, соблюдении севооборотов и всей технологии возделывания культуры.
Управление агробиоценозом связано с направленным воздействием на его основные биологические компоненты с использованием различных подходов: экономического, хозяйственного, агрономического и комплексного. Ранее в наших исследованиях было рассмотрено использование агрономического подхода в управлении посевами сои, целью которого является повышение урожайности и качества зерна [6]. Однако исследований по изучению влияния биологически активных веществ на физиологические и биохимические показатели растений и зерна сои проводится недостаточно, что и определило выбор цели данных исследований [7].
Общеизвестно, что наличие в тканях растений неблагоприятных изменений индуцирует формирование ответных реакций. Одним из таких ответов растительного организма может являться повышенное образование активных форм кислорода (АФК), способствующих противодействию патогенезу. Однако тут же возникает проблема утилизации избыточного количества АФК, которые, развивая свободно-радикальные процессы окисления, приносят вред и самому растению за счет развития перекисного окисления мембранных липидов. В нейтрализации избыточных АФК и вызванных ими процессов участвует антиоксидантная система защиты.
Поэтому, изучая физиолого-биохимическое действие средств защиты, представлялось важным исследовать и состояние окислительно-восстановительных процессов в растениях и зерне сои.
Важную роль в формировании устойчивости растений к неблагоприятным факторам играет антиоксидантный фермент пероксидаза. Пероксидаза - гемсодержащий фермент, катализирующий процессы окисления различных неорганических и органических соединений перекисью водорода. Широкая субстратная специфичность позволяет этому ферменту участвовать в различных физиолого-биохимических процессах. Активность этого фермента в растительном организме, как правило, повышается при инфицировании фитопатогенами, обработке биологически активными препаратами, при поранении, при изменении температурного режима. По предположениям И.А. Грасковой и др., пероксидаза может участвовать в регуляции уровня и активности эндогенных и экзогенных сигнальных молекул в растении, например, через механизмы синтеза и деградации некоторых фитогормонов, перекисных соединений и соединений фенольной природы [8]. соя удобрение урожайность биохимический
Немаловажное значение для характеристики функциональной активности имеет и интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ), т.к. известно: чем интенсивней протекают физиологические процессы, тем выше вероятность образования активных форм кислорода (АФК) и, как следствие, развития ПОЛ. Наряду с этим важно исследовать активность компонентов антиоксидантной системы защиты, нейтрализующей АФК.
Цель исследования - изучение некоторых биохимических показателей растений и зерна сои, возделываемой по интенсивной технологии с использованием комплекса средств защиты от вредных организмов (протравители семян, гербициды, фунгициды, инсектициды, десиканты при вегетации) и макро- и микроудобрений, а также биостимуляторов.
Условия, материалы и методы
Исследования проводили в ООО "Дубовицкое" Малоархангельского района Орловской области на производственных посевах сои сортов местной Орловской селекции.
Соя сорта Ланцетная. Оригинаторы: ФГБНУ Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур и ФГБУ ВО Белгородский ГАУ. Включен в Госреестр по Центральному (3) и Центрально-Черноземному (5) регионам с 2005 года. Получен методом индивидуального отбора из гибридной популяции (F2) от скрещивания сортов Белгородская 48 x Грибская 12. Раннеспелый. Масса 1000 семян средняя (118,6 г). Средняя урожайность в Центрально-Черноземном регионе - 15,4 ц/га. Содержание белка в семенах - 29,9-36,8 %, жира - 21,8-24,4 %.
Соя сорта Свапа. Оригинатор: ФГБНУ Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур. Получен методом индивидуального отбора из гибридной популяции F2 от скрещивания линий Л-98-92 x Л-282-1-90. Разновидность albo-sublutea glauca Kors., подвид manshurica Enk. Включён в Госреестр по Центрально-Чернозёмному (5) региону. Раннеспелый. Содержание белка в семенах до 38,9%, жира - до 22,4%. Средняя урожайность в регионе - 14,9 ц/га.
Соя сорта Мезенка. Оригинатор: ФГБНУ Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур. Включён в Госреестр по Центрально-Чернозёмному (5) региону. Рекомендован для возделывания в Курской, Липецкой и Тамбовской областях. Раннеспелый. Растение индетерминантного типа развития. Масса 1000 семян - 142,1 г. Содержание белка в семенах - 36,4%, жира - 23,2%. Средняя урожайность в регионе - 21,4 ц/га.
Соя сорта Зуша. Оригинатор: ФГБНУ Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур. Включён в Госреестр по Центрально-Черноземному (5) региону. Среднеранний. Растение полудетерминантного типа развития. Масса 1000 семян - 159,3 г. Содержание белка в семенах - 33,6%, жира - 24,4%. Средняя урожайность в ЦЧР регионе - 18,8 ц/га.
Метеорологические условия возделывания сои в ООО "Дубовицкое" в 2018 году отличались сухим вегетационным периодом, хотя выпало осадков 103,4 мм, но половина выпала в июле, в остальные месяцы выпадало всего 9,4-23,4 мм. По сравнению со среднемноголетними показателями осадков выпало в 1,9 раза меньше, причем критически меньшее количество осадков выпало в мае и июне, когда соя страдала от недостатка влаги. Среднемесячная температура была выше среднемноголетней на 30С, и особенно теплыми были май, июль и август.
Технология возделывания сортов сои в ООО "Дубовицкое" включала использование комплекса фунгицидных и инсектицидных протравителей семян, гербицидов, фунгицидов и инсектицидов при вегетации, а также макро- и микроудобрений и биостимуляторов.
Биохимические исследования проведены в лабораториях ИНИИЦКП ФГБОУ ВО Орловского ГАУ. Активность пероксидазы определяли методом Бояркина [9]. В качестве субстрата использовали бензидин, который при окислении образует соединение синего цвета. Оптическую плотность раствора измеряли на ФЭКе (КФК-2, Россия). Непосредственно для определения в две кюветы толщиной в 2 см наливали по 0,5 мл вытяжки фермента, 3,5 мл буферного раствора, 2 мл раствора бензидина. Кюветы помещали в фотоэлектроколориметр. Затем в кюветы приливали по 2 мл 0,3% перекиси водорода. Расчет вели по формуле:
A= D(б в г)/td,
где: D - оптическая плотность, равная 0,250;
d - толщина слоя жидкости в см (толщина кюветы);
t - время в сек.;
б - отношение количества жидкости, взятой для приготовления вытяжки в мл, к массе навески в г;
в - степень дополнительного разведения вытяжки;
г - степень постоянного разведения вытяжки в реакционной смеси.
Результаты показывают изменение оптической плотности за 1 сек на 1 г сырой массы. Активность фермента выражали в усл. ед.
Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли на основе реакции взаимодействия этого соединения с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) [10]. Для этого 1 г растительного материала растирали в 10 мл 0,35М NaCl и 1 мл трисHCl буфере. К 3 мл вытяжки из центрифугата добавляли 2 мл 0,5% ТБК в 20% ТХУ. Пробирки помещали в кипящую водяную баню на 30 мин. После охлаждения пробы фильтровали и фильтрат спектрофотометрировали при 532 нм. Расчет проводили с использованием молярного коэффицента экстинции (1,56 • 10-5 М-1·см-1). Содержание МДА выражали в мкМ / г сырой массы.
Массу надземной части растений и корневой системы определяли путем взвешивания на аналитических весах (Sartorius CP 64). Линейные параметры (высота побегов, длина корней) определяли с помощью линейки.
Биохимические показатели потребительских качеств семян (количество протеина, масличность, влажность) определяли на приборе марки Infratec 1241 швейцарской фирмы FOSS.
Дисперсионный и корреляционный анализы экспериментальных данных проводили в соответствии с Б.А. Доспеховым на ПК с помощью программ EXEL [11].
Результаты и обсуждение
Особенности возделывания каждого сорта сои и некоторые результаты исследований, связанные с технологией, представлены в таблице 1.
Установлено, что поля, идущие под посев сои, имеют повышенную кислотность: от рН 4,3 до рН 5,3. Это не способствует образованию клубеньков на корнях, повышению урожайности.
Относительно высока зараженность посевного материала патогенами: семена сорта Зуша имеют 10%-ную зараженность (в том числе аскохитозом - 3%, плесневыми грибами - 5%), что привело к снижению всхожести до 87%. Семена сорта Свапа имели общее заражение 16%, в том числе аскохитозом - 5%, альтерниариозом - 4%. Семена сорта Мезенка ПР-2 имели зараженность 12%, в том числе альтернариозом - 7%. Поэтому комплексное использование протравителей семян было оправдано. Семена сорта Ланцетная имели зараженность альтернариозом только 1%.
Применение гербицидов против сорных растений было эффективным, учитывая достаточно низкую начальную засоренность посевов, оставшиеся живыми сорные растения не были конкурентными для культуры.
Таблица 1. Особенности технологий возделывания сортов сои в ООО "Дубовицкое" и их результативность (2018 г.)
Средства защиты |
Результативность применения |
Удобрения, регуляторы роста |
Итоговая результативность |
|
Зорт Зуша, посев 15.05.18 206 га |
||||
17.04.18 Беназол СП 1 кг/т +Имидор Про КС 2 л/т + Скарлет МЭ 0,4 л/т протравливание семян |
Биологическая эффективность 85%; 97% |
Ризоформ 3 л/т+ Статик 0,85 л/т 14.04.18 Диаммофоска 3 ц/га по предпосевную обработку. |
||
17.04.18Биостим Старт 0,7 л/т +Гумат Калия 0,3 л/т+ Ультрамаг Молибден 0,5 л/т протравливание семян |
||||
04.06.18 Гербицидная обработка: Концепт МД 1 л/га в фазу 1-й тройчатый лист |
Биологическая эффективность 87% (28.06.18) |
04.06. 18Ультрамаг Бор 1 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га |
||
29.06.18Гербицидная обработка: Гейзер 2,7 л/га |
Биологическая эффективность 76% (28.07.18) |
29.06.18Ультрамаг Бор 1 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 л + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га Биостим масличный Ультрамаг Фосфор |
||
27.07. 18.Внесение фунгицида и инсектицида: Титул Дуо ККР 0,4 л/га + Кинфос КЭ 0,4 л/га |
Биологическая эффективность 76%; 95% |
|||
30.08.18Сеникация: Ультрамаг Калий - 3 л/га |
||||
14.09.18Десикация: Тонгара 2 л/га |
Уборка 28.09.18 Урожайность 16 ц/га |
|||
Сорт Ланцетная, посев 17.05.18 104 га |
||||
осенью 2017 г внесен Биокомпозит-Коррект 2 л/га + КАС-32 в 40 л/га с последующей заделкой |
||||
15.04.18 Весна 2018: Диаммофоска - 3 ц/га, Сульфоаммофос - 1 ц/га. |
||||
15.04.18 Беназол СП 1 кг/т +Имидор Про КС 2 л/т + Скарлет МЭ 0,4 л/т протравливание семян |
Биологическая эффективность 78%; 99% |
17.04.18Биостим Старт 0,7 л/т +Гумат Калия 0,3 л/т+ Ультрамаг Молибден 0,5 л/т 17.05.18 (в день сева) Ризоформ 3 л/т+ Статик 0,85 л/т |
||
12.06.18 Гербицидная обработка: Гермес МД 1 л/га в фазу 1-й тройчатый лист |
Биологическая эффективность 73% (26.06.18) |
12.06. 18Ультрамаг Бор 0,5 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 л/га + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га |
||
27.06.18 Гербицидная обработка: Гейзер 2,7 л/га Кинфос КЭ 0,4 л/га |
Биологическая эффективность 65% (08.07.18) 97%(03.07.18) |
Ультрамаг Бор 0,5 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га Биостим масличный 0,5 л/га Ультрамаг Фосфор 3 л/га |
||
28.07.18 Внесение фунгицида и инсектицида: Титул Дуо ККР 0,4 л/га + Кинфос КЭ 0,4 л/га |
Биологическая эффективность 85%; 98% |
|||
14.08.18Сеникация: Ультрамаг Калий - 3 л/га |
||||
25.08.18Десикация: Тонгара 2 л/га |
Уборка 06.09.18 Урожайность 21 ц/га |
|||
Сорт Свапа, посев 19.05.18 62 га |
||||
осенью 2017 г внесен Биокомпозит-Коррект 2 л/га + КАС-32 в 40 л/га с последующей заделкой |
||||
15.04.18 Весна 2018: Диаммофоска - 3 ц/га, Сульфоаммофос - 1 ц/га. |
||||
22.04.18 Беназол СП 1 кг/т +Имидор Про КС 2 л/т + Депозит МЭ 1,2 л/т протравливание семян |
Биологическая эффективность 74%; 95% |
19.05.18 (в день сева) Биостим Старт 0,7 л/т +Гумат Калия 0,3 л+ Ультрамаг Молибден 0,5 л/т протравливание семян 22.04.18 Ризоформ 3 л/т+ Статик 0,85 л/т |
||
Гербицидная обработка: Концепт МД 1 л/га в фазу 1-й тройчатый лист 13.06.18 |
Биологическая эффективность 64% (26.06.18) |
13.06. 18 Ультрамаг Бор 0,5 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 л + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га |
||
27.06.18 Гербицидная обработка: Кинфос КЭ 0,4 л/га 12.07.18 Гейзер 2,7 л/га |
Биологическая эффективность 80% (10.07.18) |
12.07.18 Ультрамаг Бор 0,5 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 л + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га Биостим масличный 0,5 л/га Ультрамаг Фосфор 3 л/га |
||
28.07. 18.Внесение фунгицида и инсектицида: Винтаж 0,8 л/га + Кинфос КЭ 0,4 л/га |
Биологическая эффективность 79%; 91% |
|||
21.08.18 Сеникация: Ультрамаг Калий - 3 л/га |
||||
13.09.18 Десикация: Тонгара 2 л/га |
Уборка 20.09.18 Урожайность 18,3 ц/га |
|||
Сорт Мезенка ПР 2, посев 25.05.18 68 га |
||||
осенью 2017 г внесена Диаммофоска 1,5 ц/га |
||||
Весна 2018: Калиймаг 1 ц/га, Сульфоаммофос - 1 ц/га. |
||||
15.04.18 Беназол СП 1 кг/т +Имидор Про КС 2 л/т + Скарлет МЭ 0,4 л/т протравливание семян |
Биологическая эффективность 87%; 99% |
15.04.18 Биостим Старт 0,7 л/т +Гумат Калия 0,3 л/т+ Ультрамаг Молибден 0,5 л/т протравливание семян 25.05.18 Ризоформ 3 л/т+ Статик 0,85 л/т (в день сева) |
||
16.06.18 Гербицидная обработка: Концепт МД 1 л/га в фазу 1-й тройчатый лист |
Биологическая эффективность 67% (27.06.18) |
16.06.18 Ультрамаг Бор 0,5 л/га + Ультрамаг Комби Бобовые 0,5 л/га + Ультрамаг Молибден 0,5 л/га |
||
12.07.18 Гербицидная обработка: Гейзер 2,7 л/га |
Биологическая эффективность 70% (28.07.18) |
|||
29.07. 18 Внесение фунгицида и инсектицида: Винтаж МЭ 0,7 л/га + Кинфос КЭ 0,4 л/га |
Биологическая эффективность 89%; 95% |
29.07.18 Биостим масличный 0,5 л/га Ультрамаг Молибден 0,5 л/т |
||
Сеникация: Ультрамаг Калий - 3 л/га 20.08.18 |
||||
Десикация: Тонгара 2 л/га 17.09.18 |
Уборка 26.09.18 Урожайность 15 ц/га |
Проявление вредоносности болезней и вредителей было на низком уровне, с учетом использования фунгицидных и инсектицидного протравителей семян, а также своевременного применения инсектицида и фунгицида при вегетации, и существенно не повлияло на урожайность и качество зерна.
Можно предположить, что заметное влияние (в том числе стрессовое) на развитие растений сои оказали погодные условия, особенно малое количество осадков в мае - 22,8 мм (минус 28,2 к среднемноголетнему показателю), в июне - всего 9,4 мм (минус 63,6 к среднемноголетнему показателю), в июле осадков выпало больше - 57,2 мм, но меньше по сравнению со среднемноголетним показателем на 23,8 мм. Температура воздуха в мае составляла 17,40С, что выше среднемноголетнего показателя на 4,10С, в июне примерно соответствовала среднемноголетнему показателю, а в июле-августе была выше на 4-3,1 0С.
На фоне представленной технологии возделывания сортов и результативности применяемых препаратов получены следующие результаты биохимических исследований растений и зерна сои.
При отсутствии изменений активности пероксидазы у сорта Ланцетная в фазу 1-й тройчатый лист произошло 30% увеличение процессов перекисного окисления мембранных липидов за счет усиления на 12% метаболических процессов, о чём свидетельствуют, в частности, ростовые показатели (табл. 2).
Таблица 2. Физиолого-биохимические показатели растений сои при возделывании по интенсивной технологии (2018, ООО "Дубовицкое", Орловская область)
Сорт |
28.06.2018 |
11.07.2018 |
03.08.2018 |
||||
МДА, мкМ на 1 г |
Пероксидаза, усл. ед. |
МДА, мкМ на 1 г |
Пероксидаза, усл. ед. |
МДА, мкМ на 1 г |
Пероксидаза, усл. ед. |
||
Ланцетная |
6,692 |
13,285 |
1,154 |
3,689 |
2,179 |
13,239 |
|
Ланцетная (контроль) |
5,128 |
14,475 |
1,385 |
2,278 |
2,692 |
9,918 |
|
Мезенка |
4,872 |
8,795 |
1,692 |
4,404 |
3,000 |
8,412 |
|
Мезенка (контроль) |
4,487 |
11,147 |
2,026 |
1,883 |
4,102 |
7,471 |
|
Свапа |
4,308 |
23,013 |
2,051 |
3,594 |
3,333 |
7,112 |
|
Свапа (контроль) |
4,051 |
17,995 |
2,385 |
2,939 |
2,282 |
9,523 |
|
Зуша |
3,846 |
11,926 |
1,103 |
2,098 |
1,410 |
4,623 |
|
Зуша (контроль) |
3,897 |
9,384 |
1,897 |
1,513 |
1,718 |
2,642 |
Известно, что в молодых и интенсивно делящихся тканях всегда существует повышенное количество АФК. В фазу бутонизации наблюдается значительное усиление активности пероксидазы (на 62%), при этом уровень процессов ПОЛ уменьшился на 20%, ростовые процессы были на уровне контроля. В фазу налива семян усиливаются ростовые показатели, содержание малонового диальдегида (МДА) уменьшается на 24%, при этом наблюдается высокая активность пероксидазы. Возможно, увеличение МДА в опытном варианте связано не с наличием стресс-фактора, а с усилением интенсивности физиолого-биохимических процессов: дыхания, фотосинтеза, роста (табл. 3).
Таблица 3. Показатели роста растений сои при возделывании по интенсивной технологии (2018, ООО "Дубовицкое", Орловская область)
Сорт, вариант |
28.06.2018 |
11.07.2018 |
03.08.2018 |
||||||||||
Длина, см |
Масса, г |
Длина, см |
Масса, г |
Длина |
Масса, г |
||||||||
*П |
* *К |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
П |
К |
||
Ланцетная |
24,43 |
15,33 |
3,42 |
0,77 |
44,00 |
16,53 |
16,98 |
2,27 |
91,90 |
17,50 |
57,30 |
2,65 |
|
Ланцетная (контроль) |
21,67 |
11,33 |
3,04 |
0,57 |
38,83 |
14,33 |
14,38 |
1,73 |
72,27 |
16,50 |
33,82 |
1,89 |
|
Мезенка |
20,30 |
11,53 |
2,47 |
0,38 |
36,50 |
12,00 |
9,67 |
1,14 |
80,00 |
16,90 |
45,46 |
2,98 |
|
Мезенка (контроль) |
25,47 |
13,47 |
3,41 |
0,59 |
42,50 |
14,33 |
5,88 |
1,29 |
78,67 |
15,00 |
15,02 |
1,36 |
|
Свапа |
27,53 |
13,17 |
4,93 |
0,87 |
45,77 |
13,67 |
13,39 |
1,75 |
90,17 |
19,50 |
41,19 |
2,71 |
|
Свапа (контроль) |
22,67 |
14,50 |
3,83 |
0,74 |
32,13 |
16,83 |
12,36 |
1,57 |
64,43 |
14,33 |
29,39 |
2,21 |
|
Зуша |
25,20 |
14,87 |
6,31 |
1,32 |
38,90 |
18,77 |
16,56 |
2,31 |
100,6 |
16,73 |
47,83 |
3,31 |
|
Зуша (контроль) |
22,83 |
15,70 |
3,76 |
0,91 |
40,93 |
16,33 |
11,33 |
1,86 |
76,17 |
19,73 |
27,12 |
3,43 |
Примечание: *П - побег; * *К - корень
У сорта Мезенка на 26% снижена активность пероксидазы в фазу 1-ого тройчатого листа при неизменном уровне МДА, отмечалось снижение ростовых показателей. В фазу бутонизации произошло усиление ростовых показателей, что не привело к усилению процессов липопероксидации, возможно, связанных с высокой активностью ферментов, утилизирующих перекись водорода (в 2,3 раза выше контроля). На фоне третьей обработки, включающей фунгицид, отмечено снижение активности МДА на 37% и увеличение активности пероксидазы на 13%, по сравнению с контролем.
У сорта Свапа во время первого физиолого-биохимического исследования на фоне увеличения ростовых показателей на 28% возросла активность пероксидазы при отсутствии достоверных изменений в содержании МДА. Во время фазы бутонизации обнаружено не только 22% снижение интенсивности утилизации перекиси, но и более низкое содержание малонового диальдегида. Во время анализа (03.08.2018 г.) активность фермента в опыте на 34% ниже контроля, а уровень МДА - на 46%. В условиях действия стрессовых факторов растения, как правило, характеризуются нарушением водного режима и интенсификацией окислительных процессов.
При незначительном снижении свободно-радикальных процессов, в частности, перекисного окисления мембранных липидов у сорта Зуша, отмечено 27%-ное увеличение активности пероксидазы по сравнению с контролем. В последующие дни биохимических анализов после обработок сохраняется тенденция к увеличению активности пероксидазы и уменьшению МДА. Возможно, это связано со специфичностью данного сорта в ответ на обработки.
Таким образом, неоднозначный ответ окислительно-восстановительных процессов у сортов сои может быть связан как с наличием экстремально засушливых погодных условий весны-начала лета 2018 года, так и индивидуальной чувствительностью к обработкам, различным физиолого-биохимическим состоянием до обработок, неодинаковым уровнем инфекционной нагрузки.
Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои показали в 2018 году незначительное увеличение содержания протеина у сортов Ланцетная, Мезенка, Свапа по сравнению с семенами 2017 года, кроме сорта Зуша (11%) (табл. 4, 5). Влажность семян варьировала в пределах 8-10 %, что несколько ниже прошлого года выращивания. Масличность данных сортов ниже контрольных образцов; у сортов Ланцетная, Мезенка, Свапа ниже урожая 2017 года на 2,9-4,2 %.
Таблица 4. Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои (урожай 2017 года)
Сорт |
Протеин, % |
Влажность, % |
Жир, % |
Всхожесть % |
Энергия прорастания, % |
|||||||
ср. |
мин. |
мак. |
ст.откл. |
ср. |
ср. |
мин. |
мак. |
ст.откл. |
||||
Ланцетная |
33,5 |
32, |
34,9 |
0,99 |
13,2 |
24,3 |
23,7 |
24,8 |
0,40 |
95,0 |
88,0 |
|
Мезенка |
31,1 |
31,0 |
31,2 |
0,10 |
12,0 |
25,1 |
25,0 |
25,2 |
0,06 |
97,0 |
95,0 |
|
Свапа |
31,6 |
31,4 |
31,9 |
0,23 |
13,2 |
24,0 |
23,8 |
24,1 |
0,15 |
95,5 |
90,0 |
|
Зуша |
31,8 |
31,6 |
32,3 |
0,26 |
8,8 |
21,0 |
20,9 |
21,3 |
0,16 |
81,0 |
67,0 |
Таблица 5. Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои (урожай 2018 года)
Сорт |
Протеин, % |
Влажность, % |
Жир, % |
|||||||
ср. |
мин. |
мак. |
ст.откл. |
ср. |
ср. |
мин. |
мак. |
ст.откл. |
||
Ланцетная |
33,6 |
32,7 |
34,3 |
0,58 |
7,8 |
23,6 |
23,2 |
23,9 |
0,31 |
|
Мезенка |
32,4 |
31,9 |
33,0 |
0,50 |
9,6 |
24,4 |
24,2 |
24,9 |
0,29 |
|
Мезенка (контроль) |
33,3 |
32,5 |
34,0 |
0,58 |
9,6 |
24,6 |
24,3 |
25,0 |
0,31 |
|
Свапа |
32,2 |
32,0 |
32,4 |
0,19 |
9,6 |
25,0 |
24,6 |
25,2 |
0,24 |
|
Зуша |
35,3 |
34,8 |
36,1 |
0,55 |
10,5 |
23,4 |
23,1 |
23,7 |
0,23 |
|
Зуша (контроль) |
33,7 |
33,3 |
34,8 |
0,61 |
10,0 |
25,1 |
24,8 |
25,3 |
0,20 |
Выводы
Проведенные биохимические исследования состояния растений сои разных сортов в условиях 2018 года и при использовании представленной технологии возделывания показали, что у растений сорта Ланцетная в фазу бутонизации наблюдалось значительное усиление активности пероксидазы (на 62%), при этом уровень процессов перекисного окисления липидов уменьшился на 20%. В фазу налива семян усилились ростовые показатели, содержание малонового диальдегида уменьшилось на 24%, при этом отмечена высокая активность пероксидазы, т.е. наблюдалось усиление интенсивности физиолого-биохимических процессов: дыхания, фотосинтеза, роста, что обеспечило получение урожайности зерна 2,10 т/га.
У сорта Мезенка в фазу бутонизации произошло усиление ростовых показателей, что, однако, не привело к усилению процессов липопероксидации, возможно, связанных с высокой активностью ферментов, утилизирующих перекись водорода (в 2,3 раза выше контроля). Отмечено снижение активности малонового диальдегида на 37% и увеличение активности пероксидазы на 13%, по сравнению с контролем. Как следствие этих процессов урожайность зерна этого сорта составила 1,50 т/га (меньше, чем у других изучаемых сортов).
У сорта Свапа во время фазы бутонизации обнаружено не только 22%-ное снижение интенсивности утилизации перекиси, но и более низкое содержание малонового диальдегида. Проведенный анализ установил снижение активности фермента в опыте на 34%, по сравнению с контролем, а уровня малонового диальдегида - на 46%. В условиях действия стрессовых факторов растения, как правило, характеризуются нарушением водного режима и интенсификацией окислительных процессов. Урожайность зерна этого сорта составила 1,83 т/га.
При незначительном снижении свободно-радикальных процессов, в частности, перекисного окисления мембранных липидов у сорта Зуша, отмечено увеличение активности пероксидазы по сравнению с контролем на 27%. В последующие дни после обработок сохранялась тенденция к увеличению активности пероксидазы и уменьшению содержания малонового диальдегида. Возможно, это связано со специфичностью данного сорта в ответ на обработки. Урожайность сорта составила 1,60 т/га.
Неоднозначный ответ окислительно-восстановительных процессов у сортов сои может быть связан как с наличием экстремально засушливых погодных условий весны-начала лета 2018 года, так и индивидуальной чувствительностью сортов к обработкам, различным физиолого-биохимическим состоянием до обработок.
Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои показали незначительное увеличение содержания протеина у сортов Ланцетная, Мезенка, Свапа, а масличность - ниже на 2,9-4,2 % в сравнении с этими же показателями 2017 года. Исключение составили семена сорта Зуша, у которого наблюдалось увеличение содержания протеина на 11%, а масличность была выше на 11,4% по сравнению с контролем.
Список использованных источников
1. Валовые сборы и урожайность сельскохозяйственных культур по Российской Федерации в 2017 году. Часть 1. 2018 г. URL: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/publications/catalog/doc_1265196018516 / (дата обращения: 30.08. 2018).
2. Зотиков В.И., Сидоренко В.С. Современные тенденции в производстве зерновых бобовых культур и сои // Аграрный сектор (Республика Казахстан). - 2017, № 1 (31). - С. 90-95.
3. Зотиков В.И., Сидоренко С.В., Грядунова Н.В. Развитие производства зернобобовых культур в Российской федерации // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2018, №2(26). - С. 4-10.
4. Корпанов Р.В., Сорока С.В. Критический период и порог вредоносности сорных растений в посевах сои // Агросборник. - URL: http://agrosbornik.ru/strategiya-i-taktika-zemledeliya-2/1826-kriticheskij-period-i-porog-vredonosnosti-sornyx-rastenij-v-posevax-soi.html (дата обращения: 30.09. 2018).
5. Государственный реестр сортов, разрешенных для использования на территории РФ на 2017. - М., МСХ РФ. - 2017.
6. Лысенко Н.Н., Наумкин В.П., Лысенко С.Н. Сорные растения, вредители и болезни и защита от них посевов сои. - Орел, ГАУ. - 2011. - 39 с.
7. Лысенко Н.Н., Кирсанова Е.В. Управление агробиоценозом сои // Образование, наука и производство. - 2014, №2. - С. 52-60.
8. Граскова И.А., Боровский Г.Б., Колесниченко А.В., Войников В.К. Пероксидаза как компонент сигнальной системы клеток картофеля при патогенезе кольцевой гнили // Физиология растений. - 2004, т. 51, №5. - С. 692-697.
9. Ермаков А.И., Арисимович В.В., Ярош Н.П., Перуанский Ю.В. и др. Методы биохимического исследования растений. - Л.: Агропромиздат. - 1987. - 430 с.
10. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. - М.: Медицина. - 1977. - С. 66-68.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд.4-е, доп. и перераб. - М.: Колос. - 1979. - 416 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Влияние разных факторов на качество томатов. Связь технологии возделывания и первичной подработки с качеством овощей. Исследование производительности разных сортов томатов. Ошибки, которые часто делают овощеводы, и меры по устранению их последствий.
контрольная работа [48,7 K], добавлен 21.09.2012Исследование народнохозяйственного значения, районов возделывания, урожайности и сортов озимой ржи (Secale cereale L.). Химический состав зерна и его биологические особенности. Технология возделывания культуры и организация проведения уборочных работ.
контрольная работа [454,8 K], добавлен 25.09.2011Морфологические и биологические особенности роста и развития, характеристика районированных сортов ячменя, почвенно-климатические условия зоны возделывания. Технология возделывания культуры, ее урожайность, интегрированная система защиты растений.
курсовая работа [86,8 K], добавлен 21.08.2011Исследование хозяйственного значения и биологических особенностей ярового ячменя. Роль минерального питания для ячменя. Анализ влияния удобрений и средств защиты растений на урожайность, химический состав и качество урожая, на развитие болезней ячменя.
курсовая работа [194,2 K], добавлен 15.12.2013Природные (почвенно-климатические) условия Кувандыкского района. Биологические особенности кукурузы и характеристика районированных сортов. Программирование урожайности кукурузы для степных условий. Обоснование технологии возделывания кукурузы.
курсовая работа [63,5 K], добавлен 27.06.2008Характеристика возделываемой культуры. Народнохозяйственное значение, ботаническая характеристика, биологические особенности и характеристика сортов яровой пшеницы. Земельный фонд и его структура. Рельеф. Растительность. Почвы. Погодные условия.
дипломная работа [746,9 K], добавлен 12.02.2009Народнохозяйственное значение и история овса, характеристика его сортов. Особенности биологии и морфологии растения. Технология возделывания культуры. Программирование ее урожайности и расчет норм минеральных удобрений под запрограммированный урожай.
контрольная работа [42,5 K], добавлен 16.12.2013Картофель как одна их главных технических культур, история его открытия и современный опыт возделывания, оценка влияния удобрений на урожайность и качество. Методика проведения и оценка результатов опыта удобрения картофеля на полях Смоленской области.
курсовая работа [130,0 K], добавлен 28.03.2010Ознакомление с морфологическими особенностями, технологией возделывания, требованиями сельскохозяйственного производства к сортам мягкой яровой пшеницы. Установление зависимости зерновой продуктивности от колебания урожайности разных сортов культуры.
дипломная работа [80,5 K], добавлен 14.07.2010Характеристика сортов и гибридов, особенности роста и развития рапса ярового. Климатическая характеристика территории возделывания. Программирование урожая культуры в условиях Светлинского района. Расчет доз удобрений. Уход за посевами и защита растений.
курсовая работа [633,3 K], добавлен 03.08.2015Агрохимическая характеристика почв. Обоснование выбора сортов и гибридов ржи. Комплекс технологических мероприятий для получения планируемой урожайности культур звена севооборота: система обработки почвы, внесение удобрений, уход за посевами, уборка.
курсовая работа [153,0 K], добавлен 16.04.2012Установление биологических, биохимических и технологических показателей для оценки устойчивости зерна различных сортов ярового ячменя и озимой пшеницы к вредителям запасов. Определение экономической эффективности хранения зерна различных сортов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 10.07.2014Влияние элемента технологии на качество выращиваемого зерна овса. Повышение качества семенного материала. Влияние почвенно-климатических условий на качество продукции. Нормативные требования к качеству продукции. Методы определения типового состава зерна.
контрольная работа [32,6 K], добавлен 06.11.2013Биологические особенности и народно-хозяйственное значение сливы. Особенности роста, цветения, плодоношения, фенологического развития и урожайности исследуемых сортов деревьев. Экономическая оценка эффективности производства сливы различных сортов.
курсовая работа [55,8 K], добавлен 10.07.2011Ячмень как основная зернофуражная культура Оренбуржья. Природно-климатические характеристики зон Оренбургской области. Урожайность сортов и линий ячменя в конкурсном сортоиспытании ОГАУ. Негативные экологические последствия при возделывании ячменя.
дипломная работа [466,5 K], добавлен 29.06.2012Показатели свежести зерна, их значение в оценке качества. Подготовка зерновых масс к хранению. Правила размещения семян и продовольственно-фуражного зерна в хранилище. Физиолого-биохимические изменения в овощах в период покоя. Сушка овощей и плодов.
контрольная работа [18,1 K], добавлен 08.08.2009Особенности и признаки яровой пшеницы. Оценка влияния климатических условий на элементы структуры ее урожая и влияния предшественников на продуктивность. Расчет экономической эффективности возделывания сортов яровой пшеницы по различным предшественникам.
дипломная работа [256,2 K], добавлен 28.06.2010Биолого-хозяйственная характеристика районированных сортов картофеля. Расчет потенциальной урожайности по биоклиматическому потенциалу и плодородию почв. Принципы подготовки семян к посеву. Технологическая схема возделывания сельскохозяйственной культуры.
курсовая работа [623,2 K], добавлен 11.11.2010Народнохозяйственное значение баклажан и характеристика районированных сортов. Система применения компоста под сельскохозяйственные культуры. Вычисление доз подкормки под планируемую урожайность. Составление календарного плана внесения удобрений.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 12.02.2013Почвенно-климатические условия хозяйства, биологически особенности культуры и характеристика районных сортов сизой горчицы. Технология возделывания сизой горчицы, урожайность, себестоимость, затраты труда и средств на выращивание хозяйственной культуры.
курсовая работа [29,5 K], добавлен 10.09.2010