CC BY
46
f
Вестник ТГПУ. 2004. Выпуск 6 (43)■ Серия: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ
показывают, что присутствие тиосульфат-ионов даже ким образом, продемонстрирована возможность оп-
при соотношении c(SJ):c(S2032') =1:1 ООО не сказыва- ределения сульфид-ионов в присутствии тиосульфат-
ется на величине аналитического сигнала (рис. 7). Та- ионов.
Литература
1. Кулагин Е.М., Палей Е М., Рубинская Т.Б., Косьяненко O.A. II Сб. тр. IV традиционной науч.-техн. конф. стран СНГ. Волгоград, 1998
2. Информационный листок № 53 - 98. Томск, 1998.
3. Бусев А.И., Симонова Л.Н. Аналитическая химия серы. М., 1975.
4. Уильямс У. Дж. Определение анионов. М., 1982.
5. Жданов С.И. Электрохимия серы и ее неорганических соединений II Итоги науки и техники. Электрохимия. М., 1981.
УДК 581.143:581.132
A.C. Минин*, И.Б. Минин*, Н.С. Зелепьнукова*, B.C. Райда**, Г.А. Толстиков***
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ СВЕТОКОРРЕКТИРУЮЩИХ ПЛЕНОК ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ЛЕТНЕЙ РЕДЬКИ В ЗАКРЫТОМ ГРУНТЕ
* Томский государственный педагогический университет ** Институт химии нефти СО РАН **" Новосибирский институт органической химии
Пленки с добавками фотолюминофоров, обладающие фоголюм инесцентными свойствами (светокорректирующие пленки), нашли широкое применение в сельском хозяйстве для ограждения сооружений закрытого грунта [1—4]. Использование таких пленок в условиях закрытого грунта приводит к ускорению роста, развития, повышению урожайности многих сельскохозяйственных культур («полисвета-новый» эффект) [3-7]. Для получения таких пленок в настоящее время предложено большое количество различных по химической природе добавок фотолюминофоров, обладающих люминесценцией с максимумами в красной области спектра [4]. Имеется достаточно большое количество результатов определения влияния таких пленок на хозяйственную продуктивность выращиваемых под ними сельскохозяйственных и декоративных культур [1-6]. Однако имеющиеся данные не позволяют проводить сравнение эффективности применения светокорректирующих пленок, различающихся по своим флуоресцентным свойствам, так как получены в разных климатических и метеорологических условиях, при выращивании в закрытом грунте под светокорректирующими пленками разных по видовой и сортовой принадлежности культур. Для получения данных, позволяющих сравнивать влияние светокоррекгиру-ющих пленок, различающихся по своим фотофизи-ческим свойствам (спектральному составу и интенсивности фотолюминесцентного излучения), на рост, развитие и хозяйственную продуктивность выращиваемых под ними культур, необходимо проведение биологических испытаний пленок в одинаковых метеоусловиях на одинаковых сельскохозяйственных
культурах в сооружениях закрытого грунта одинаковых размеров и конструкций. Ранее нами предложена методика проведения таких биолог ических испытаний светокорректирующих пленок путем выращивания под ними рассады белокочанной капусты в весенний период в естественных условиях в сооружениях закрытого грунта малого размера [6]. Методика позволяет в короткий срок (около 30 дней) проводить сравнительные испытания разных по фото-физическим свойствам пленок в естественных условиях в весеннее время.
Нами предпринята попытка разработки аналогичной методики сравнительных биологических испытаний светокорректирующих полиэтиленовых пленок в летний период путем поиска сельскохозяйственной культуры, пригодной для использования в качестве тестовой в июне-июле в условиях закрытого грун та в регионе Западной Сибири.
Методики
Объектами исследований служили растения летней редьки сорта «ладушка». Испытания проводились с 11 июня до середины июля путем выращивания растений редьки на агробиологической станции Томского государственного университета в сооружениях закрытого фунта размерами I м2 высотой 0.5 м, способом ограждения испытываемыми пленками и приготовления грунта по [6]. Особенности роста и развития растений исследовали путем определения морфометрических показателей (высоты растений, числа листьев и площади листовых пластинок, массы сухого остатка надземной части растений), показателей пигментного
Таблица 1
Состав и некоторые свойства светокорректирукпцих полиэтиленовых пленок (толщины 0.120 мкм) с добавками фотолюминофора ФЕ (стабилизатор Тинувин-622, 0.2 % мае.)
Характеристики пленки Шифр пленки
С-1 С-2 С-3 С-4 С-5
Содержание люминофора. % мае. 0.00 0.05 0.1 0.3 0.5
Интенсивность люминесценции, отн. ед.* 0.00 74.5 104.8 140.0 210.0
Максимальная интенсивность люминесцентного излучения. Вт/м2* 0 00 0.0035 0.0072 0 0210 0.0370
Интегральное светопропускание. % 90.6 90.5 90.1 88.6 88.4
Пропускание ФАР (380-710 нм), % 76.3 76.6 73.8 53.3 54.4
Пропускание прямого УФ излучения в интервале, им 290-330 66.3 58.9 52.5 38.3 26.8
320-400 67 1 61.8 58.2 46.3 35.2
Пропускание солнечного света. % 94.8 94.0 93.9 93.8 93.8
Примечание: - *по данным [8].
состава надземной части (хлорофилла а и в, кароти-ноидов) [7]. Также определяли хозяйственную продуктивность растений, выращиваемых в сооружении закрытого грунта, укрытых светокорректирующими пленками (опыт) и немодифицированной полиэтиленовой пленкой (контроль). Все измерения выполнены не мепее нем на 10 растениях в трех повторностях.
В качестве светокорректирующих пленок использованы пленки полиэтилена высокого давления (Г1ЭВД) с добавками фотолюминофора на основе комплекса нитрата европия с 1,10-фенантролином (ФЕ), с максимумом в спектре люминесценции 617 нм, изготовленные стандартным методом экструзии с раздувом по методике [8]. Данные по флуоресцен-
О
а
a
с
400
350
300
250
200
150
100
50
£
!□ с-2 edc-з і
Рис. 1. Результаты сравнения морфометрических показателей и хозяйственной продуктивности редьки при выращивании под пленкой С-2 (2000 г.) и С-3 (2001 г.) с показателями контрольных растений, выращенных под немодифицированной пленкой ПЭВД С-1 в те же годы:
1 - масса сухого остатка; 2 - средняя масса плода;
3 - площадь листьев, 4 - количество листьев
тным свойствам пленок из [9], пропускание пленками УФ излучения определено на спектрофотометре Ііуікоп 943, интегральное светопропускание определено с использованием установки с фотометричес-
ким шаром на спектрофотометре СФ-18, пропускание солнечного излучения с использованием люксметра 10-117 по методикам [10] (табл. 1).
Результаты и обсуждение
Факт значительного влияния светокорректирующих пленок на рост и развитие летней редьки сорта «ладушка» установлен при выращивании растений в условиях закрытого грунта в течение 45-50 дней с 11 июня 2000 г. под пленкой С-2 (табл. 1).
При этом уже на 28-й день у растений иод опытными пленками отмечено значительное увеличение хозяйственной продуктивности - веса корнеплодов 110 сравнению с растениями, выращенными под контрольной пленкой на (219 ± 27) % в (рис. 1).
При значительном увеличении массы корнеплода под опытной пленкой по сравнению с контрольной развитие надземной части растений происходит пракгачески одинаково. Такие морфометрические показатели, как количество и площадь листьев, сухая масса надземной части, находятся в пределах изменения показателей для отдельных растений в опыте и контроле (рис. 1).
Выращивание растений редьки под светокорректирующими пленками не оказывает заметного влияния на пигментный состав листьев, так же как и для растений рассады капусты [6]. Содержание в листьях растений, выращенных под опытными пленками, хлорофилла а и в, каротиноидов достоверно не изменяется по сравнению с показателями контрольных растений и находится в пределах изменения показателей для отдельных растений (рис. 2).
Продолжение испытаний до 45 дней приводит к тому, что у растений редьки под опытными пленками после 30 дней заканчивается вегетативная фаза и начинается репродуктивная [1, с. 408]. Этот этап сопровождается типичной для этого вида растений остановкой развития корнеплода и потерей его потребительских качеств. В то же время под пленками сравнения продолжалась фаза роста и развития корненло-
Вестник ТГГ1У. 2004. Выпуск 6 (43). Серия: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ
3000 2500 2000
04
.1 1500
С 2
1000 500 0
1 2 3
И С-2 2000 г. □ С-1 2000 г. д С-3 2001 г. дС-1 2001 г. |
Рис. 2. Результаты определения пигментного состава надземной части редьки, выращенной в 2000 и 2001 г.
1 - хлорофилл а; 2 - хлорофилл в;
3 - сумма а+в; 4 - каротиноиды да, что привело к сокращению разницы среднего веса
корнеплодов подопытными и контрольными пленками до 145 % к 45-му дню. Морфометрические показатели надземных частей летней редьки «ладушка» как у опытных, так и у контрольных растений при этом, так же как и на 28-й день, близки. Подобные изменения у растений под пленками сравнения наблюдаются только после 40-45 дней развития. Это указывает на значительное влияние исследуемых пленок на продолжительность фазы роста и развития корнеплода. Вегетационный период летней редьки «ладушка» в открытом грунте составляет 55 дней [12, с. 476], выращивание в условиях закрытого фунта под обычными полиэтиленовыми пленками приводит к сокращению этого периода до 45-50 дней. Использование для ограждения закрытого грунта светокорректирующих пленок приводит к еще большему, дополнительному сокращению вегетационного периода до 30-35 дней.
Испытания продолжены в те же сроки в 2001 г. с использованием светокорректирующей пленки состава и свойств С-3 (табл. I). Здесь, как и в 2000 г., найдено еще более значительное влияние опытной пленки на развитие растений редьки. Окончание фазы роста и развития корнеплода здесь так же отмечено на 30-й день, хозяйственная продуктивность при этом возросла по сравнению с контролем на (297±58) % - значительно больше, чем в 2000 г. (рис. 1). При этом, в отличие от 2000 г., отмечены значительные изменения роста и развития надземной части растений подопытной пленкой по сравнению с контролем. Масса сухого остатка надземной части составила (181± 17) %от контроля, площадь листьев (215±23) %, высота растений (114--t 17) % от контроля (рис. 1). Пигментный состав
листьев растений, как и в 2000 г., достоверно не изменяется и находится в пределах изменения показателей для отдельных растений в опыте и контроле (рис. 2).
Полученные результаты указывают на высокую эффективность использования светокорректирующих пленок при выращивании редьки в условиях закрытого грунта в летний период. Большие отличия показателей продуктивности и продолжительности вегетационного периода развития растений под светокор-ректирующими пленками от аналогичных показателей контрольных растений хорошо и устойчиво воспроизводятся и могуг позволить с успехом использовать растения редьки сорта «ладушка» для биологического тестирования светокорректирующих пленок. Причем наблюдаются значительные различия показателей роста и развития растений иод светокорректирующими пленками не только по сравнению с контролем, но и для пленок с разными фотофизичес-кими свойствами. Однако значительное различие морфометрических показателей растений и среднего веса корнеплодов, выращенных в 2000-2001 гг. под пленками разного состава С-2 и С-3, не может быть объяснено только различиями их фотофизических свойств, так как результаты получены в разных метеорологических условиях. Для получения сравнимых результатов, позволяющих оценить эффективность применения светокоррскгирующих пленок с разными фо-тофизическими свойствами, необходимо одновременное проведение биологических испытаний в строго одинаковых прочих условиях. Такие испытания с использованием разработанной методики проведены в те же сроки 2002 г. с использованием 4 светокорректирующих пленок с добавками люминофора ФЕ разного состава С-2 - С-5 (табл. 1).
Полученные при выращивании редьки в течение 30 дней под пленками разного состава результаты показывают значительно различающиеся данные по продуктивности растений, выращенных как под опытными пленками по сравнению с контролем, так и под разными светокорректирующими пленками (рис. 3).
Наибольшего увеличения массы корнеплодов достигают растения, выращенные под пленками С-2 и С-3, содержащими минимальное количество добавок фотолюминофоров - 0.05 и 0.1 % мае. соответственно (рис. 3). Полученный здесь результат является средним по сравнению с результатами, полученными в 2000 и 2001 гг., и близок для обеих пленок, что указывает на их оптимальный состав для выращивания опытных растений в конкретных метеорологических условиях. Дальнейшее повышение содержания фотолюминофора в опытных пленках приводит к значительному закономерному снижению показателей хозяйственной продуктивности растений (С-4 и С-5 на рис. 3). Для всех опытных растений отмечены изменения в развитии надземной части - увеличение зеленой массы, площади листьев, высоты растений. При этом наибольшее увеличение показателей наблюдает-
350
Рис. 3. Результаты сравнения морфометрических показателей и хозяйственной продуктивности редьки при выращивании под разными по составу и фотофизическим свойствам светокорректирующими пленками:
1 - зеленая масса; 2 - масса сухого остатка,
3 - средняя масса плода; 4 - площадь листьев; 5 - высота
ся для пленки С-3. Сроки выращивания растений под опытными пленками, определяющиеся окончанием вегетативной фазы, также значительно короче, чем под пленками сравнения, и составляют 30--35 дней.
Заключение
Результаты исследования влияния свойств опытных пленок на рост и развитие растений редьки сорта «ладушка» в условиях закрытого грунта в летний
период в регионе г. Томска указывают на высокую отзывчивость культуры на изменение спектрального состава электромагнитного излучения Солнца, проходящего через снетокорректнрующие пленки. При этом наблюдается превышение величины основного для культур показателя - хозяйственной продуктивности опытных растений по сравнению с контрольными практически в три раза, сроки выращивания растений сокращаются на 10-15 дней. Разработанная методика может быть с успехом использована для исследования влияния особенностей фотофизичсских свойств светокорректирующих пленок - биологического тестирования в летний период - и может дополнить разработанную ранее методику тестирования в весенний период с использованием в качестве тесто-ой культуры рассады капусты.
Полученные результаты сравнительных испытаний разных по составу светокорректируюших пленок с добавками фотолюминофора ФЕ с максимумом в спектре люминесценции 617 нм показывают оптимальный для конкретной культуры и метеорологических условий состав пленок, позволяют оценить оптимальную для этой цели интенсивность люминесцентного излучения, определить оптимальную для стимуляции растений среднесуточную и общую энергетическую освещенность. Определение этих величин, в свою очередь, позволяет проводить корректировку состава светокорректирующих пленок для использования в разных регионах, отличающихся интенсивностью солнечной радиации и воспроизводить оптимальные для растений фотофизические параметры в более стабильных, контролируемых лабораторных условиях.
Литература
1. Карасёв В.Е. Полисветаны - новые полимерные светотрансформирующие материалы для сельского хозяйства II Вестн. Дальневост отд-ния РАН. 1995. № 2.
2. Щёлоков Р.Н. Полисветаны и полисветановый эффект II Изв. РАН. Сер.; Химия. 1996. № 6.
3. Kusnetsov S.I., Leplianin G.V., Mironov U.l. et. al. «Polisvetan», a high performance material for cladding grinhouses II Plasticulture 1989.
№ 3. Vol. 83
4. Райда В С., Толстиков ГА. Проблемы и перспективы производства и применения фотолюминесцентных полимерных пленок II Мир теплиц. 2001. № 7.
5. Рогозин В.И. и др. Опыт использования светокорректирующих пленок на агробиостанции Томского государственного педагогического университета. II Свегокорректирующие пленки для сельского хозяйства. Томск, 1998.
6. Минич A.C.. Минич И.Б., Райда B.C. и др. Биологическое тестирование саетокорректирующих пленок в условиях закрытого грунта при выращивании белокочанной капусты II С.-х. биол. 2003. № 3.
7. Минич A.C., Минич И.Б., Иваницкий А.Е., Райда B.C. Биологическое тестирование пленок для закрытого грунта с различными фотофи-зическими свойствами II Вестн. Томского гос. лед. ун-та. 2000. Вып. 2 (18).
8. Райда B.C., Минич A.C., Терентьев В.А. и др. Технология производства светокорректирующих полиэтиленовых пленок для сельского
хозяйства II Хим. пром-сть. 1999. № 10.
9. Райда B.C., Коваль Е.О., Иваницкий А.Е. и др. Особенности люминесцентных свойств полиэтиленовых пленок с добавками люминофоров на основе соединений европия II Пласт, массы. 2001. № 12.
10. Райда В С., Иваницкий А.Е., Майер Э.А., Толстиков Г.А. Особенности пропускания света светокорректирующими пленками ПЭВД с
люминофорами на основе комплексных соединений европия II Пласт, массы. 2002. № 12.
11. Керефелов К.Н. Биологические основы растениеводства. М., 1982.
12. Мамонтов Е.В. Сортовой каталог. Овощные культуры. М., 2001.
