Сравнительная характеристика биологически активных веществ различного происхождения на процессы прорастания семян двудольных и однодольных растений

Биологически активные вещества – химические вещества, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам живых организмов (человеку, животным, растениям, грибам и др.) даже при небольших концентрациях. К ним относятся витамины, ферменты, гормоны.

Витамины – вещества с высокой биологической активностью, содержащие аминокислоты и влияющие на большое количество метаболических процессов, поскольку они выполняют роль биорегуляторов.

Ферменты – биокатализаторы белков, влияющие на скорость биохимических реакций, большинство из которых имеют белковую природу.

Гормоны – химические вещества, влияющие на рост и интенсивность клеток.

Так, БАВ имеют разнообразные физиологические функции: одни влияют на рост клеток, ускоряя или подавляя его, другие оказывают антибактериальный эффект и т.п.

В условиях биологизации современного сельского хозяйства особенно актуально использовать в полном объеме скрытые потенциалы биологически активных веществ природных источников.

Значительное количество биологически активных веществ содержится в растениях каланхоэ, алоэ, водном растворе меда.

В каланхое содержится дубильных веществ до 0,06-0,07%, флавоноидов до 8,05% (от сухой зелёной массы). При 3% сухом остатке каланхоэ содержит 1,2% полисахаридов.

В листьях алоэ вода составляет 96%. Из сухого остатка: смолистые вещества 20%, протеолитические ферменты: каталаза, оксидаза, амилаза, целлюлаза, аминаза; витамины: А, B1, B3, B6, B9, C, E; фитонциды; флавоноиды; бета-керотин; аллантоин; антрагликозиды; антрахинон; алкалоиды; восемнадцать аминокислот; фолиевая кислота; сложные эфиры; дубильные вещества; поли- и моносахариды; простые органические кислоты (яблочная, масляная и др.), а также макро и микроэлементы, количественный состав которых представлены таблице 1 [1].

Таблица 1 – Химический состав алоэ

Макроэлементы (мг/г)		Бор	94,0
Калий	28,5	Марганец	0,38
Кальций	79,1	Медь	1,1
Магний	17,4	Цинк	2,75
Железо	0,32	Кобальт	0,04
Микроэлементы (мкг/г)		Хром	0,08
Селен	11,9	Алюминий	0,09
Никель	0,45	Барий	14,9
Стронций	17,64	Литий	162,0
Свинец	0,22

Благодаря такому уникальному составу сок алоэ и каланхоэ широко применяется в медицине как антисептическое, противовоспалительное, заживляющее, регенерирующее и бактерицидное средство [2].

Мед является широко используемым источником биологически активных веществ. В нем содержатся на 100 г: рибофлавин (B ) – 0,038 мг, ниацин (B ) – 0,121

мг пантотеновая кислота (B ) – 0,068 мг, пиридоксин (B ) – 0,024 мг, фолацин (B ) – 2 мкг, аскорбиновая кислота (витамин С) – 0,5 мг, кальций – 6 мг, железо – 0,42 мг, магний – 2 мг, фосфор – 4 мг, калий – 52 мг, натрий – 4 мг, цинк – 0,22 мг, фруктоза – 38,0%, глюкоза – 31,0%, сахароза – 1,0%, вода – 13,0-20,0%, другие сахара – 9,0% (мальтоза,мелицитоза и другие). В состав меда входит аутоксин – природный стимулятор корнеобразования [3].

Препарат «Корневин» – синтетический стимулятор корнеобразования на основе индолилмасляной кислоты (ИМК), относящийся к группе ауксинов. В отличие от гетероауксина (индолилуксусной кислоты), молекула ИМК длиннее (рис. 1), чем обусловлено более продолжительное и мягкое действие «Корневина». В состав «Корневина», кроме ИМК, входят минеральные вещества, способствующие корнеобразованию: калий, фосфор, марганец, молибден.

ОН Гетероауксин

Рисунок 1 – Химические формулы ИМК и гетероауксина

Однако, в литературных источниках сведения о влиянии данных биологически активных веществ на физиологические процессы прорастания семян растений встречаются редко.

Цель исследования. Для получения сведений о влиянии биологически активных веществ растительного и животного происхождения на процессы прорастания семян однодольных (пшеница) и двудольных (горох) растений был проведен опыт, в ходе которого были выявлены различные свойства алоэ, каланхоэ и меда.

В качестве контроля исследуемые образцы были обработаны дистиллированной водой.

В сравнении исследовали воздействие синтетического препарата «Корневин» традиционно используемого для стимуляции прорастания семян и корнеобразования растений.

Материалы и методика исследований. Для исследования были взяты листья растений алоэ и каланхое, предварительно выдержанные в течение суток в темноте при температуре +4°С. Из листьев был отжат сок и разбавлен дистиллированной водой в соотношении 1:2. Препарат «Корневин» приготовлен согласно инструкции.

Семена пшеницы и гороха в количестве 20 штук были помещены в чашки Петри в трех повторностях.

Варианты опыта:

• 1.    Семена гороха, обработанные соком листьев алоэ.

• 2.    Семена гороха, обработанные соком листьев каланхоэ.

• 3.    Семена гороха, обработанные раствором меда.

• 4.    Семена гороха, обработанные раствором «Корневина».

• 5.    Семена гороха обработанные дистиллированной водой.

• 6. Семена пшеницы, обработанные соком листьев алоэ.

• 7. Семена пшеницы, обработанные соком листьев каланхоэ.

• 8. Семена пшеницы, обработанные раствором меда.

• 9. Семена пшеницы, обработанные раствором «Корневина».

• 10.    Семена пшеницы, обработанные дистиллированной водой

Все образцы обрабатывали одинаковым объемом растворов (2,5 мл). Полив продолжался ежедневно в течение 3 дней. На 4 день была проведена обработка результатов (рис. 2).

Рисунок 2 – Исследуемые образцы

Обсуждение результатов . Двудольные и однодольные культуры неодинаково реагировали на содержания биологически активных веществ. Количество проросших семян двудольных (гороха) в 1,5 раза больше, чем однодольных (пшеницы) (рис. 3).

Рисунок 3 – Влияние биологически активных веществ различного происхождения на прорастание семян класса однодольных и двудольных растений (в шт.)

• □    горох

• □    пшеница

Длина корешка проростков составляла от 0,65 до 1,75 см у пшеницы, а у гороха – от 0 до 1,25 см. Причем действие сока каланхоэ оказало ингибирующее действие на прорастание семян гороха и проросших семян не наблюдалось (рис. 4).

Рисунок 4 – Действие биологически активных веществ на развитие корешка семян двудольных и однодольных растений (длина корешка в см)

Стимулирующее действие на семена гороха оказывали биологические вещества меда (1,25 см), а сок алоэ и каланхоэ (0,65-0,6 см) оказывали слабое ингибирующее действие по сравнению с контролем (0,75 см).

Для однодольных лучший результат был определен в контрольном образце и составил 1,75 см. Меньший размер корешка был определен в образцах, обработанных растворами меда и алоэ (0,65-0,7 см).

Листовая пластинка сформировалась не во всех вариантах. У пшеницы листовая пластинка была определена у контрольного образца, обработанного водой, у образцов, обработанных раствором «Корневина», алоэ и каланхоэ. У растений гороха – только в варианте с препаратом «Корневин» (рис. 5).

Рисунок 5 – Действие биологически активных веществ на развитие листовой пластины двудольных и однодольных растений (длина листовой пластины в см)

□ горох

ЕЗ пшеница

Таким образом, однодольные (семена пшеницы) чувствительны к биологически активным веществам алоэ, в вариантах с которыми наблюдался более интенсивный процесс прорастания семян и развития растений [4-7].

Для двудольных (семена гороха) лучший эффект наблюдался при обработке раствором меда.

При проведении опыта было также отмечено, что образцы, обработанные соком каланхоэ наиболее подвержены действию плесневых грибков, а более чистые – с раствором меда, благодаря его бактерицидным свойствам.