ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ ПЕКТИНОВЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ НА РАЗНОТРАВЬЕ В УСЛОВИЯХ ПОЛЕВОГО ОПЫТА

Михайлова Елена Андрияновна

научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физиологии Коми НЦ УрО РАН,г. Сыктывкар

Е-mail: elkina@physiol.komisc.ru

Щербакова Татьяна Петровна

канд. хим. наук, научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии Коми
НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

E-mail: sher.taty@mail.ru

Шубаков Анатолий Александрович

канд. биол. наук, доцент Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

Е-mail: shubakov@physiol.komisc.ru

Одним из перспективных направлений фундаментальных и прикладных исследований является изучение регуляции роста и развития растений с помощью природных и синтетических физиологически активных веществ [2, 3]. При этом очевидно, что главное внимание следует обратить на первые этапы онтогенеза растений, начиная с прорастания семян и роста проростков, когда происходят наиболее заметные, существенные и принципиальные изменения в полисахаридном составе растений. Повышение всхожести семян растений и скорости их прорастания достигается обработкой перед посевом водными растворами биостимуляторов [5]. Так, например, имеются сведения о том, что при действии пектина из амаранта Amaranthuscruentusсовместно с микроэлементами на семена растений происходит активация биохимических процессов, увеличивается энергия прорастания семян, улучшается их всхожесть, повышается урожайность пшеницы, ржи, гороха [4]. Однако относительно влияния пектинов на вегетативный рост и урожайность сельскохозяйственных культур после обработки семян и побегов водными растворами пектиновых полисахаридов имеются лишь предварительные данные [2, 3].

Целью исследования было изучение влияния препаратов пектиновых полисахаридов как регуляторов роста на повышение продуктивности травянистых растений в условиях Севера.

В работе использовали препараты пектиновых полисахаридов, выделенных из ряски малой LemnaminorL., каллусной культуры смолевки обыкновенной SilenevulgarisM.(G.) и борщевика Сосновского Heracléum sosnówskyi (рис. 1).

Рисунок 1. Растения — источники пектиновых полисахаридов:
1 — Ряска малая LemnaminorL., 2 — каллусная культура смолевки обыкновенной SilenevulgarisM.(G.), 3 — борщевик Сосновского Heracléum sosnówskyi

Среднеспелые сенокосные травостои формировались на основе костреца безостого, который является ценным кормовым злаком.

Варианты опыта:

1.Контроль 1 — обработка водой, 1-ый укос;

2.Контроль 2— обработка водой, 2-ой укос;

3. LM— обработка пектиновым полисахаридом из ряски малой LemnaminorL., 2-ой укос;

4.SV— обработка пектиновым полисахаридом из каллусной культуры смолевки обыкновенной SilenevulgarisM.(G.), 2-ой укос;

5.HS— обработка пектиновым полисахаридом из борщевика Сосновского Heracleum sosnowskyi, 2-ой укос.

Полевые опыты проводились в 2012 г. на опытном участке сельскохозяйственного производственного кооператива «Вишерский» (с. Богородск Корткеросского района Республики Коми). Участок расположен на хорошо окультуренной суглинистой почве. Площадь учетной делянки — 1 га (100 м²). Расположение делянок в опыте — методом рендомизированных повторений в 1 ярус. Учет урожая проводили путем взвешивания сухой биомассы травостоя с каждой учетной делянки согласно методики ВИК.

Урожайность травостоев на делянках без обработки и с обработ­ками пектиновыми полисахаридами представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Урожайность травостоев на контрольных и опытных делянках

Данные таблицы 1 подтверждают факт, что урожайность второго укоса существенно, почти в 3 раза, ниже урожайности первого укоса. Однако, обработка травостоев растворами пектиновых полисахаридов в 1,4—1,6 раз повышает урожайности второго укоса.

Образцы исследуемого материала в процессе заготовки были высушены согласно методики ВИК. Влажность образцов (по методу высушивания) и коэффициент сухости (К_сух) находились в пределах 10—12 % и 0,88—0,9 соответственно.

Химический анализ травостоев проводили по следующей схеме [1, 6]: содержание минеральных веществ определяли методом сжигания и прокаливания; экстрактивные вещества выделяли органическим (спирто-толуольная смесь 1:2) и нейтральным (горячая вода) растворителями; содержание лигнина определяли по методу Комарова; в целлюлозных фракциях определяли содержание a-, b- и g-компонентов.

Содержание минеральных веществ в исследуемых образцах находится в пределах 5,63—6,30 %. В состав экстрактивных веществ травянистого сырья входят различные классы соединений. Органи­ческими растворителями из растительного материала экстрагируются вещества, условно называемые смолами и жирами, водой экстраги­руются фенольные соединения (танины, красители), моносахариды, полиурониды, белки, алкалоиды, циклические спирты, раство­римые соли и т. д.

Нами был использован метод последовательного экстрагиро­вания, который позволяет оценить как общую сумму экстрактивных веществ, содержащихся в исследуемых образцах, так и количество смолистых, фенольных и углеводных компонентов в отдельности.

Исследуемые образцы экстрагировали в аппарате Сокслета спирто- толуольной смесью в соотношении 1:2, и далее горячей водой. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Содержание экстрактивных веществ в исследуемых образцах

Содержание экстрактивных веществ в растениях снижается в период созревания (3,8 %). В период роста, независимо от использования регуляторов роста, содержание экстрактивных веществ находиться в диапазоне 8,0—10,0 % и 19—23 % смол и танинов, соответственно.

Содержание ароматической части (лигнина) в компонентном составе травянистых растений определяли сернокислым методом в модификации Комарова. Образцы разнотравья исследованы на относи­тельное содержание a-, b- и g-фракций целлюлозы. a-Фракция (часть целлюлозы нерастворимая в 17,5 % NaOH) — высокомолекулярная часть целлюлозы, а так же наиболее блинные молекулы маннана и ксилана, совместно ориентированные с целлюлозой гемицеллюлозы и некоторая часть лигнина [1, 6]. Фракцию, переходящую в щелочной раствор, но способную высаживаться при подкислении уксусной кислотой называют b-целлюлозой. b-целлюлозы представляет собой низкомолекулярную целлюлозу и полисахариды неглюкозного характера. g-целлюлоза, низкомолекулярная фракция гемицеллюлоз, при подкислении щелочного раствора остается в растворе и определяется по разности компонентов. Содержание ароматической части (лигнина) и распределение целлюлозы исследуемых образцов по выше описанным фракциям представлено в таблице 3.

Таблица 3.

Характеристика исследуемых образцов на содержание ароматической (лигнин) и углеводной части растений

Таким образом, обработка травостоев пектиновыми полисаха­ридами существенно повышает урожайность второго укоса. Показано, что использование исследуемых регуляторов роста не влияет или незначительно влияет на качественный (химический) состав растений.

Список литературы:

1. Базарнова Н.Г., Карпова Е.В., Катраков И.Б., Маркин В.И., Микушина И.В., Ольхов Ю.А., Худенко С.В. Методы исследования древесины и ее произ­водных. Барнаул: Изд-во Алт. гос. ун-та, 2002. — 160 с.
2. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние растительных полисахаридов на скорость прорастания семян LycopersiconesculentumM. и CucumissativusL. // Химия раст. сырья. — 2002. — № 2. — С. 105—109.
3. Елькина Е.А., Шубаков А.А., Оводов Ю.С. Влияние пектинов на рост злаковых культур // Химия раст. сырья. — 2005. — № 4. — С. 53—56.
4. Исайчев В.А., Семенов А.Ю. // Достижения науки и техники АПК. — 2002. — № 5. — С. 13—15.
5. Кораблева Н.П., Платонова Т.А. // Прикл. биохим. микробиол. —1995. — Т. 31, № 1. — С. 103—114.
6. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. — 320 с.