Изучение биологической активности гуматов на проростках пшеницы

Введение. Гуматы, выступая в роли ростостимуляторов, оказывают существенное влияние на рост и развитие различных растений, а, следовательно, и на количество и качество урожая. Этим ростостимуляторы, в частности и гуматы привлекают внимание многих людей, а особенно людей, работающих в отрасли сельского хозяйства. Это делает производство новых препаратов, стимулирующих рост и развитие растений актуальным и прибыльным [2].

Гуматы широко применяются в сельскохозяйственной практике как ростостимуляторы и как вещества, оказывающие на растения защитное действие. Положительный эффект достигается при использовании их в малых концентрациях, при этом высокие дозы оказывают токсичное действие. Поэтому в рекомендациях к препарам указывается на возможные негативные последствия при передозировке [4].

Большой интерес вызывают продукты на основе торфа. Благодаря наличию в экстрактах торфа таких функциональных групп, как карбоксильные, фенольные гидроксильные, карбонильные, аминогруппы, способных активировать или ингибировать различные биологические процессы, торф может служить основой для производства биологически активных препаратов или сложных органо-минеральных удобрений [5].

Гуматы повышают активность всех клеток, в результате повышается энергия клетки, улучшаются физико-химические свойства протоплазмы, усиливается обмен веществ, фотосинтез и дыхание растений. В результате деление клеток ускоряется, а это означает, что общий рост улучшается. Активно развивается корневая система, улучшается питание корней, а также впитывание влаги. Интенсификации корневого питания способствует комплексное воздействие на почву гуминовых удобрений. Увеличение биомассы растений и активация метаболизма приводят к усилению фотосинтеза и накоплению углеводов [1,3].

Целью исследований является изучение влияния биологически активных веществ на рост и развитие зерновых культур.

Экспериментальные исследования проведены в ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии».

Определение всхожести семян проводили по ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести [6].

Энергию прорастания определяли по ГОСТ 10968-88 Зерно. Методы определения энергии прорастания и способности прорастания [7].

Об антиоксидантной активности исследуемого растительного сырья судили по их способности ингибировать аутоокисление адреналина invitro и тем самым предотвращать образование активных форм кислорода.

Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики.

Исследование биологической активности гуматов проводили на семенах пшеницы сорта «Московская 40».

Обработку семян пшеницы проводили перед проращиванием в течение суток.

На 3-и сутки было посчитано количество проросших семян.

Ростовые показатели измеряли в течение первых 15 суток проращивания, начиная с 9-ого дня.

Варианты испытания раствора гуматов:

• -    контрольный вариант (вода),

• -    раствор гуматов в концентрациии 1%,

• -    раствор гуматовв концентрациии 1,4%,

• -    раствор гуматовв концентрациии 2%,

• -    раствор гуматовв концентрациии 2,4%.

Результаты и обсуждение. Для каждого варианта использовали по 100 семян.

Число проросших семян на 3-е сутки изображено на диаграмме (рис. 1).

Рисунок 1 – Энергия прорастания семян пшеницы

Показано положительное влияние 2% концентрациигуматов, получен результат 100% всхожести, концентрации 1,4 и 2,4 % показывают всхожесть 97%, раствора в концентрации 1% всхожесть составила 96%, а у контрольного варианта 85%.

Таким образом, выявлено, что по всем вариантам применения разных концентраций гуматов всхожесть высокая и варьирует от 96% до 100%, что в среднем на 12 % выше контроля. Ростовые показатели пшеницы представлены на рисунке 2. Показано, что растворы гуматов в разных концентрациях проявляют биологическую активность.

Контроль Конц. 1% Конц. 1,4% Конц. 2% Конц. 2,4%

В 9-е сутки ■ 12-е сутки 0 15-е сутки

Рисунок 2 – Показатели длины проростков пшеницы под влиянием гуматов торфа Шаблыкинского (верхового)

Длина проростков под влиянием раствора с концентрацией 1% составляет 5,0 – 6,8 – 10,5 см, с концентрацией 1,4% – 6,0 – 7,5 – 12,5 см, с концентрацией 2% – 6,2 – 7,3 – 11,9 см, с концентрацией 2,4% – 4,9 – 6,7 – 10,2 см.

Таким образом, показано, что наиболее высоким ростостимулирующим действием обладают гуматы в концентрации 1,4%, длина проростков в конце эксперимента больше на 37%, чем у контроля. При использовании концентрации 2% мы получили примерно такой же результат, превышающий контроль на 31%. Концентрация гуматов 1% показывает разницу на 15% по сравнению с контролем. Концентрация 2,4% несколько хуже и разница с контролем составила 12%.

Масса проростков под влиянием раствора с концентрацией 1% составляет 0,0451 – 0,0873 –0,1252 г, с концентрацией 1,4% – 0,0614 – 0,1086 – 0,1496 г, с концентрацией 2% – 0,0639– 0,0994 – 0,1402 г, с концентрацией 2,4% –0,0375 – 0,0790 – 0,1213 г (рис. 3).

Контроль Конц. 1% Конц. 1,4% Конц. 2% Конц. 2,4%

В 9-е сутки В 12-е сутки 0 15-е сутки

Рисунок 3 – Показатели массы проростков пшеницы под влиянием гуматов торфа Шаблыкинского (верхового)

Таким образом, выявлено наибольшее влияние на увеличение массы проростков пшеницы при использовании для замачивания гуматов в концентрациях 1,4% и 2%, которые по сравнению с контролем повышают массу в среднем на 26%. Гуматы в концентрации 1% и 2,4% повышают массу проростков на 7% в среднем.

Длина корешков под влиянием раствора с концентрацией 1% составляет 5,4 – 6,5 – 9,4 см, с концентрацией 1,4% – 6,2– 7,0– 11,2 см, с концентрацией 2% – 6,5 – 6,9 – 10,7 см, с концентрацией 2,4% – 5,3 – 6,3 – 9,1 см (рис. 4).

0 9-е сутки ■ 12-е сутки В 15-е сутки

Рисунок 4 – Показатели длина корешков пшеницы под влиянием гуматов торфа Шаблыкинского (верхового)

Таким образом, применение гуматов в концентрациях 1,4% и 2% способствует развитию корневой системы и повышает длину корней на 25%, 1% и 2,4% – на 6%.

Контроль Конц. 1% Конц. 1,4% Конц. 2% Конц. 2,4%

8 9-е сутки В 12-е сутки 8 15-е сутки

Рисунок 5 – Показатели массы корешков пшеницы под влиянием гуматовторфа Шаблыкинского (верхового)

Масса корешков под влиянием раствора с концентрацией 1% составляет 0,0479 – 0,0748 – 0,1201 г, с концентрацией 1,4% – 0,0582 – 0,0962 – 0,1513 г, с концентрацией 2% – 0,0604 – 0,0948 – 0,1410 г, с концентрацией 2,4% –0,0480 – 0,0753 – 0,1187 г (рис. 5).

Таким образом, выявлено наибольшее влияние на увеличение массы корешков пшеницы при использовании для замачивания гуматов в концентрациях 1,4% и 2%, которые по сравнению с контролем повышают массу в среднем на 29%. Гуматы в концентрации 1% и 2,4% повышают массу проростков на 6% в среднем.

Изучали антиоксидантную активность проростков пшеницы под влиянием гуматов разной концентрации.

Об антиоксидантной активности исследуемых проростков судили по их способности ингибировать аутоокисление адреналина invitro и тем самым предотвращать образование активных форм кислорода. Антиоксидантная активность рассчитывается как относительная величина и определяется соотношением экстинкций при определенном времени протекания реакции, т.е. времени экспозиции. Время экспозиции: 3 мин (табл.1).

Таблица 1 – Антиоксидантная активность проростков пшеницы

Исследуемый образец	Антиоксидантная активность, 7-е сутки %	Антиоксидантная активность, 10-е сутки %
контрольный вариант (вода)	23,8	45,6
раствор с концентрацией 1%	23,6	46,2
раствор с концентрацией 1,4%	44,1	51,8
раствор с концентрацией 2%	34,2	46,2
раствор с концентрацией 2,4%	32,1	38,1

Выявлено, что по мере развития проростков пшеницы антиоксидантная активность возрастает. Так, на 7-е сутки антиоксидантная активность составляла 23,8% у контроля, 23,6% у концентрации 1%, 44,1% у концентрации 1,4%, 34,2% у концентрации 2%, 32,1% у концентрации 2,4%. На 10-е сутки антиоксидантная активность составляла 45,6% у контроля, 46,2% у концентрации 1%, 51,8% у концентрации 1,4%, 46,2% у концентрации 2%, 38,1% у концентрации 2,4%. При этом наибольшая активность отмечена в образце с концентрацией 1,4%.

Выводы.

Во-первых, установлено, что биостимуляторы роста на основе гуматов, произведенные на основе торфа, оказывают большое влияние на рост и развитие пшеницы.

Во-вторых, определено, что наиболее эффективным является 1,4%-ый раствор гуматов, так как он оказывал наибольшее влияние на ростовые показатели пшеницы во время эксперимента.