Научная статья на тему 'МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОСТКОВ РИСА, ОБРАБОТАННЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМ ПОРОШКОМ ЖЕЛЕЗА'

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОСТКОВ РИСА, ОБРАБОТАННЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМ ПОРОШКОМ ЖЕЛЕЗА Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
85
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОРОСТКИ / РИС / УЛЬТРАДИСПЕРСНОЕ ЖЕЛЕЗО / МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ / БИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ / ФЕРМЕНТЫ

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Полищук Светлана Дмитриевна, Обидина Инна Вячеславовна, Чурилов Дмитрий Геннадиевич, Чурилова Вероника Вячеславовна, Чурилов Геннадий Иванович

Цель выполненного нами эксперимента заключалась в изучении морфологических и биометрических показателей прорастания и развития семян риса при обработке растворами ультрадисперсного порошка (УДП) железа разной концентрации: 0,02г/1000 мл воды и 0,2г /1000 мл воды. В нашей работе мы использовали УДП железа размером 25 нм, с удельной поверхностью 45 м2/г. УДП железа в чистом виде не является активатором биологических систем. Для проявления биологической активности его подвергают ультразвуковому диспергированию в дистиллированной воде в течение 7-10 мин. Размеры наночастиц определяли на микроспопах ''Jem-100 C “, измерение удельной поверхности выполнялось методом БЭТ. Было подтверждено положительное влияние обработки УДП на прорастание и развитее семян риса. Применение ультрадисперсного железа приводит к усиленному росту корневой части, увеличению длины и массы проростков на 7,25% (0,2г) и 69,42% (0,02г), соответственно. Доказана зависимость биометрических показателей проростков риса от концентрации ультрадисперсного железа. Подтверждено отсутствие токсического воздействия ультрадисперсного железа на растения. Обработка УДП железа семян не привела к существенному увеличению железа в растениях. Однако наблюдалось увеличение важных для жизнедеятельности растения элементов P, Si, Na, K, которые участвуют в обмене веществ, дыхании, фотосинтезе. Положительное влияние УДП железа на регуляцию минерального питания, углеводного обмена, реакции фотосинтеза и дыхание клеток связано с пролонгированным воздействием ультрадисперс-ных частиц металла в восстановленной форме.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Полищук Светлана Дмитриевна, Обидина Инна Вячеславовна, Чурилов Дмитрий Геннадиевич, Чурилова Вероника Вячеславовна, Чурилов Геннадий Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MORPHOLOGICAL PARAMETERS OF RICE SPROUTS, TREATED WITH ULTRADISPERSED IRON POWDER

The aim of the experiment we performed was to study the morphological and biometric parameters of germination and development of sprouts of such a demanded agricultural crop as rice, when treating seeds before planting with ultradispersed iron powder (UDP) solutions of different concentrations: 0.02 g /1000 ml of water and 0.2 g /1000 ml of water. In our work, we used iron UDP with a size of 25 nm and a specific surface area of 45 m2 / g. Iron UDP is not an activator of biological systems. For the manifestation of biological activity, it is subjected to ultrasonic dispersion in distilled water for 7-10 minutes. The sizes of nanoparticles were determined with the help of microscopes “Jem-100 C", the specific surface was measured by the BET method. The positive effect of such solutions on the germination and development of rice sprouts was confirmed. The use of ultrafine iron leads to enhanced root growth and an increase in the length and weight of seedlings by 7.25% (0.2 g) and 69.42% (0.02 g). The dependence of the biometric parameters of rice seedlings on the concentration of ultrafine iron has been proven. The absence of toxic effects of ultrafine iron on plants has been confirmed. The seeds treatment with iron UDP did not lead to any significant increase in iron in plants. However, an increase in the P, Si, Na, K elements, which are involved in metabolism, respiration, and photosynthesis, was observed. Silicon is necessary for the growth and development of rice and prevents lodging. According to early studies in the field when using ultrafine powders for treating seeds, the composition of the soil did not change, therefore, nanopowders do not accumulate in the soil and are environmentally friendly. The positive effect of iron UDP on the regulation of mineral nutrition, carbohydrate metabolism, photosynthesis reaction and cell respiration is associated with a prolonged effect of ultrafine metal particles in reduced form.

Текст научной работы на тему «МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОСТКОВ РИСА, ОБРАБОТАННЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМ ПОРОШКОМ ЖЕЛЕЗА»

9. 14. Nefedova S.A., Korovushkin A.A., Shashurina E.A., Minin D.G. and Ipatov I.A. 'To method of biotesting in fish farming', Scientific support of innovative development of the agroindustrial complex. In coll. of scientific papers on the results of the international scientific-practical conference of the faculty, January 29-31, St. Petersburg, Publishing House of St. Petersburg State Agrarian University, 2015, pp. 183-189.

10. Nikolskij, G.V. Ryboyadnye pticy i ih znachenie vrybovodnom hozyajstve /G.V. Nikolskij, pod red. E.N. Pavlovskogo, izd. Nauka, Moskva, 1965. - S.5

11. Pogorelceva, T.P. Invazionnye bolezni. Spravochnik po boleznyam prudovyh ryb /P.V. Mikityuk, E.F. Osadchaya, T.P. Pogorel'ceva i dr. - K., Urozhaj, 1984. - S.123.

12. Ravkin, E.S. Metodicheskie rekomendaciipo kompleksnomu marshrutnomu uchyotu ptic/E.S. Ravkin, N.G. CHelincev. - Moskva, 1990. - 33 s.

13. Zayavka na poleznuyu model' №2018135327 ot 05.10.2018g, MPK A01M29/02. Ustrojstvo dlya otpugiva-niya ptic/Korovushkin A.A., Nefedova S.A., Byshov N.V., Borychev S.N., Lazutkina L.N., Beznosyuk R.V., YAkunin YU.V.; zayavitel'ipatentoobladatel'FGBOU VO RGATU.

14. Patent RF № 2250611, MPK A01M29/02. Sposob otpugivaniya ptic / Pivkin N.M., Pivkin A.N., Kucenko G.V., Zabelin L.V., Gafiyatullin R.V. zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe unitarnoe predpriyatie "Nauchno-issledovatel'skij institut polimernyh materialov". Zayavl. 11.12.2002 g., opubl. 27.04.2005 g.

15. Patent RF № 2051579, MPK A01M29/02. Ustrojstvo dlya otpugivaniya ptic / Zvonov B.M., Terskov N.G., Valikov A.V. Maloe proizvodstvennoe ob"edinenie "Pirs". Zayavl. 25.03.1993 g., opubl. 10.01.1996 g.

16. MU 3.3.2.1758-03 'Methods for determining the quality indicators of immuno-biological preparations for prevention and diagnosis of influenza'.

17. Soodeh Shokrolahi, Seyed Mehdi Hosseinifard, Mohammad Raza Youssefi, Mina Sadough Evaluation of parasite fauna in Fish of Alborz Dam //J Parasit Dis. 2016, Mar; 40(1): 129-131. Published online 2014 Jun 22.

18. Mehdipour M, Barzegar M, Jalali B. Evaluation of monogeneans parasites of the fish gill in Zayandeh River. Iran // J. Veterinary Sci 1(2), 2002.

ПОЛИЩУК Светлана Дмитриевна, д-р техн. наук, профессор кафедры лесного дела, агрохимии и экологии, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, [email protected]

ОБИДИНА Инна Вячеславовна, ассистент кафедры общей и фармацевтической химии Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, 1'ппа.оЬ1^па@ mail.ru

ЧУРИЛОВ Дмитрий Геннадиевич, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и ремонта машин, [email protected]

ЧУРИЛОВА Вероника Вячеславовна, аспирант, [email protected] Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева ЧУРИЛОВ Геннадий Иванович, д-р биол. наук, профессор, Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, [email protected]

Цель выполненного нами эксперимента заключалась в изучении морфологических и биометрических показателей прорастания и развития семян риса при обработке растворами ультрадисперсного порошка (УДП) железа разной концентрации: 0,02г/1000 мл воды и 0,2г /1000 мл воды. В нашей работе мы использовали УДП железа размером 25 нм, с удельной поверхностью 45 м2/г. УДП железа в чистом виде не является активатором биологических систем. Для проявления биологической активности его подвергают ультразвуковому диспергированию в дистиллированной воде в течение 7-10 мин. Размеры наночастиц определяли на микроспопах "Jem-100 С ", измерение удельной поверхности выполнялось методом БЭТ. Было подтверждено положительное влияние обработки УДП на прорастание и развитее семян риса. Применение ультрадисперсного железа приводит к усиленному росту корневой части, увеличению длины и массы проростков на 7,25% (0,2г) и 69,42% (0,02г), соответственно. Доказана зависимость биометрических показателей проростков риса от концентрации ультрадисперсного железа. Подтверждено отсутствие токсического воздействия

УДК 633.11: 579.64

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РОСТКОВ РИСА, ОБРАБОТАННЫХ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫМ ПОРОШКОМ ЖЕЛЕЗА

© Полищук С. Д., Обидина И. В., Чурилов Д. Г., Чурилова В. В., Чурилов Г И., 2018 г

ультрадисперсного железа на растения. Обработка УДП железа семян не привела к существенному увеличению железа в растениях. Однако наблюдалось увеличение важных для жизнедеятельности растения элементов P, Si, Na, ^ которые участвуют в обмене веществ, дыхании, фотосинтезе. Положительное влияние УДП железа на регуляцию минерального питания, углеводного обмена, реакции фотосинтеза и дыхание клеток связано с пролонгированным воздействием ультрадисперсных частиц металла в восстановленной форме.

Ключевые слова: проростки, рис, ультрадисперсное железо, морфологические, биометрические показатели, ферменты

Введение

В исследованиях отечественных и зарубежных авторов установлена биологическая роль металлов в реализации генетических возможностей растительных организмов. В данном случае одним из важнейших свойств металлов является их способность образовывать комплексные соединения с белками и другими органическими соединениями. Известно, что металлы активизируют определенные ферментативные системы [1,2], и это осуществляется различными путями - непосредственным участием в составе ферментов или их активацией. Одним из биологически активных микроэлементов является железо, которое, входя в состав многих ферментов, повышает физиологическую устойчивость растительных организмов. Электрон-транспортные фотосинтетические цепи содержат цитохромы, ферредоксин, желе-зосерные центры, то есть железосодержащие ферменты. Для их синтеза необходимо наличие достаточного количества железа в цитоплазме. Альтернативой железу могут быть наночастицы (НЧ) железа в виде ультрадисперсных порошков УДП Fe. Низкая токсичность металлов в ультрадисперсной форме, пролонгированность действия на биосистемы являются предпосылками для использования их в качестве биостимуляторов роста [3,4]. Ультрадисперсные порошки по отношению к макросостоянию отличаются качественным изменением физико-химических свойств. Особенности химического взаимодействия НЧ с жидкой средой являются одним из определяющих факторов в

стимулировании развития растении, что дает возможность применения нанометаллов в качестве микроудобрении и стимуляторов роста, обладающих пролонгированным действием. Предполагается, что нанокристаллические металлы обладают большими возможностями в минеральном питании и энергетическом воздействии за счёт нескомпенсированных связеи, в результате чего активизируется синтез различных ферментов, влияющих на углеводный и азотный обмены, синтез аминокислот, реакции фотосинтеза и дыхания клеток.

Для производства ультрадисперсных порошков используются различные методы, но для получения биологически активных наиболее оптимальным является низкотемпературное восстановление сырья в потоке водорода [5].

Целью выполненного нами эксперимента было изучение морфологических и биометрических показателей прорастания и развития семян риса, обработанных растворами ультрадисперсного железа разной концентрации.

Материал и методика исследований

В работе мы использовали УДП железа размером 25 нм, с удельной поверхностью 45 м2/г (рис. 1). Удельная поверхность полученных на-ночастиц металлов измерялась методом низкотемпературной адсорбции азота по БЭТ, с использованием анализатора «Quantachrome NOVA 1200e». По данным измерений величины удельной поверхности образцов определяли значение среднего размера частиц.

Рис. 1 - Микрофографии нанопорошков Fe

Суспензии УДП железа готовили на основе дистиллированной воды с концентрациями 0,02г/1000 мл и 0,2г /1000 мл. Навески взвешивали при помощи аналитических весов ViBRA HT (Shinko Denshi, Japan, точность ±0,0001 г), всыпали в предварительно приготовленную емкость с водой

объёмом 1 л и перемешивали стеклянной палочкой в течение 20 секунд. После чего диспергировали с помощью ультразвука в течение 5 минут, при мощности 300 Вт, частоте - 23,740 кГц согласно разработанной методике пробоподготовки. В качестве механического диспергатора использовался

гомогенизатор-диспергатор IKA MagicLab MK (IKA Werke, Германия). Скорость гомогенизатора при изготовлении суспензий НЧ с использованием механических воздействий составляла 20000 об/ мин, давление - 2,5 бар, время обработки - 5 и 10 минут.

В диспергированном таким образом растворе железа измеряли концентрацию ионов водорода рН-метром МИ 150; рН контрольного раствора составил 6,99, а содержащего 0,2 г и 0,02 г ультрадисперсного железа - соответственно 6,34 и 5,85. Семена риса в растворах с УДП Fe замачивали в течение 15 мин. Этого времени достаточно для проникновения железа из раствора в клетки семян.

Для определения всхожести три партии семян по 200 штук в каждой группе помещали в грунт, состоящий из глины и почвы в соотношении 3:1.

Контейнер с заложенными в сильно увлажненную почву семенами помещали в лабораторный термостат при температуре 300 С. Такой состав грунта и температурных условий близок к естественным условиям выращивания данной культуры. Контрольные семена были выдержаны в течение 15 минут в бидистиллированной воде и помещены в аналогичном контейнере в этот же термостат. Все исследуемые партии семян выдержали в течение 3-х суток в лабораторном термостате при температуре 300 С. Затем еще семь дней проращивали при комнатной температуре 24-250 С.Через 10 дней проростки каждой партии были извлечены из грунта и посчитаны.

Результаты исследований Всхожесть семян, обработанных ультрадисперсным железом разной концентрации и кон-

трольной группы представлены в таблице 1. Таблица 1 - Энергия прорастания и всхожесть семян риса _в лабораторных условиях_

1 группа 2 группа 3 группа

Всхожесть % Энергия прорастания % Всхожесть % Энергия прорастания % Всхожесть % Энергия прорастания %

Контроль 70,1±0,3 69,5±0,1 73,5±0,3 70,8±0,2 69,5±0,1 67,3±0,1

Семена, обработанные 0,2г Fe 73,5±0,2 71,6±0,1 75,0±0,3 73,2±0,2 73,0±0,3 72,1±0,2

Семена, обработанные 0,02г Fe 93,5±0,3 91,7±0,2 94,5±0,2 93,6±0,1 92,5±0,3 91,3±0,3

Проростки извлекали из почвы, просушивали в течение суток в естественных условиях. Затем отделяли росток от корня и взвешивали. Результаты приведены в таблице 2 и на рисунке 2.

Таблица 2- Биометрические показатели роста проростков риса в лабораторных условиях

рН раствора Масса проростков, г % к контролю Масса корней, г % к контролю

Контроль 6,99 9,516 38,688

0,2 г Fe 6,34 10,206 +7,25% 44,43г +14,84%

0,02 г Fe 5,85 16,122 +69,42% 57,072 +47,52%

Рис. 2 - Высушенные массы растений риса контрольной группы и обработанных

УДП железа

В [6] подробно изложены механизмы растворения металлов группы железа, из которых следует, что значительная роль отводится адсорбированным молекулам воды, электроны которых частично обобществлены с электронным газом металла - так называемым поверхностным комплексом с переносом заряда. Окислительно-восстановительный потенциал наночастиц железа в водной среде имеет положительную величину и рН со смещением в кислую область. На основании данных, полученных при измерении водородного показателя раствора, для УДП железа можно предположить протекание следующих процессов: Fe + Н20 - Fe(H2O)б+ads + бе; (1а) Fe(H2O)s+ads - Fe(OH)ads +Н+; (1б) Fe(OH)ads~ Fe(O)ads +Н+; (1в) где (Н^)^ - молекула воды в поверхностном комплексе с переносом заряда, потерявшая часть заряда электрона (0<б<1).

Таким образом, на основании возможности протекания процессов (1б), (1в) можно утверждать об увеличении количества катионов водорода в растворе нанокристаллического железа [7-11] с последующим их воздействием на процессы, протекающие в клетке. Концентрация катионов водорода в растворе, содержащем 0,2 г Fe, увеличилась в 4,4 раза, а в растворе с 0,02 г Fe - в 13,5 раза. Следовательно, при более низкой концентрации доступность поверхностных атомов железа для взаимодействия с водой с образованием протонов выше.

Если учесть, что активность ферментов, транспорт субстратов через мембраны, направление ферментативных реакций зависят от величины рН в клетке [2,12], то наночастицы являются биологически активными компонентами. Зависимость энергии, производимой в клетках и используемой для прорастания, от концентрации ионов водорода подтверждается последними исследованиями в области ферментов. За последние 30-35

лет в научной литературе утвердилось понятие «молекулярные машины», например белковый комплекс, преобразующий химическую энергию в энергию направленного движения молекул или их отдельных фрагментов, перенос молекул и ионов через биологические мембраны. Одно из главных макромолекулярных устройств АТФ-синтеза катализирует образование молекул АТФ - основной «энергетической валюты» живой клетки. АТФ-синтезный комплекс работает как энергопрео-бразующая макромолекулярная машина, которая приводится в действие за счет трансмембранной разности электрохимических потенциалов ионов водорода. В энергопреобразующих органеллах клеток растений - хлоропластах - «протонный потенциал» Д^н+ составляет 160-220 мВ. Большая часть этой энергии используется для синтеза АТФ [13].

Наиболее важная закономерность, наблюдаемая во всех опытных высевах - значительное увеличение корневой системы. В корне наблюдается наибольший расход АТФ, так как эта часть растений отличается интенсивным дыханием. Производные нуклеиновых кислот - кинины являются веществами, образующимися в корневой системе и поддерживающими меристемы растений в деятельном состоянии. Это подтверждено в ряде работ по изучению роли цитокининов в процессах жизнедеятельности растений. Предшественниками биосинтеза цитокининов в растениях являются свободные АТФ и АДФ, а также тРНК [14]. Увеличение количества протонов, вызывающих увеличение трансмембранного электрохимического потенциала, необходимого для образования АТФ, вызывает пропорциональное увеличение морфологических показателей прорастания и развития ростков риса (рис. 3). В целом, наблюдаемое увеличение корневой системы приводит к улучшению роста и продуктивности растений риса, что подтверждают результаты нашего эксперимента.

2С 3 1

15 У 1 ■ контарль(1)

10 у 3 ■ 0,2 г Ре (2)

Б ' Г) 0,02 гРе(З)

1 7

зеленая масса (г) корни масса (г)

Рис. 3 - Зависимость физиологических показателей проростков риса от количества УДП железа

Биологическое воздействие на развитие растений из семян, которые подверглись обработке УДП, связано с проникновение микрочастиц порошка в микропоры семенных оболочек с дальнейшим взаимодействием частиц с жидкой средой и переходом металла в ионную форму. Затем постепенное растворение частиц, удерживаемых в порах, обеспечивает распределенное во време-

ни поступление элементов питания, необходимых для метаболизма и жизнедеятельности формирующегося растения [15,16].

Положительные результаты, полученные на ячмене, ржи, кукурузе, сахарной, кормовой и столовой свекле, хлопчатнике, подсолнечнике и ряда тепличных культур подтверждают, что ультрадисперсные порошки металлов оказывают влияние

на растения на различных почвах и при разных климатических условиях [17].

Обработка УДП железа семян не привела к существенному увеличению железа в растениях. Согласно ранним исследованиям в полевых условиях при использовании ультрадисперсных порошков для обработки семян состав почвы не изменялся, следовательно, нанопорошки не накапливаются в почве и являются экологически безопасными [18].

Для определения наличия железа в корнях и

ростках риса их поверхность была исследована методом растровой электронной микроскопии. Полученные данные приведены в таблице 3 и свидетельствуют о незначительных отличиях от контрольной группы, главным образом, перераспределения железа из корня в росток. Кроме того, наблюдается увеличение важных для жизнедеятельности растения элементов Р, Si, №, К. Они участвуют в обмене веществ, дыхании, фотосинтезе. Кремний необходим для роста и развития риса, препятствует полеганию.

Таблица 3 - Элементный состав ростков риса, выращенных в условиях эксперимента,%

Содержание элемента в различных частях проростков риса

Элемент Корень,контроль Стебель,контроль Корень, обработка 0,02 г УДП железа Стебель, обработка

0,02 г УДП железа 2,4 6,9 1,5 8,9

K 0,8 3,3 1,2 2,6

P 0,1 0,5 0,1 0,7

Fe 0,7 0,1 0,5 0,3

Mg 0,4 0,1 0,9 0,3

Na 0,3 0,1 0,6 0,5

Заключение

Таким образом, доказана способность нано-кристаллического железа при очень малых дозах активизировать физиологические и биохимические процессы. Применение нанокристаллическо-го железа приводит к усиленному росту корневой части и увеличению длины и массы проростков. Положительное влияние на регуляцию минерального питания, углеводного обмена, реакции фотосинтеза и дыхание клеток связано с пролонгированным воздействием ультрадисперсных частиц металла в восстановленной форме.

Список литературы

1. Чурилов, Г.И. Биологическое действие нано-размерных металлов на различные группы растений/ Г.И.Чурилов, С.Д. Полищук, Л.Е. Амплеева и др. Монография//Рязанский гос. агротехнологиче-ский ун-т. - 2010. - С.44-50.

2. Верхотуров, В.В. Взаимное влияние перок-сидазы и низкомолекулярных антиоксидантов при прорастании семян пшеницы/ В.В. Верхотуров // Автореферат. - Москва. - 2008. - С.16-17, 24-25.

3. Чурилов. Г.И. Влияние кобальта на физиологическое состояние и морфо-биологические показатели крови животных/. Чурилов Г.И., Амплеева Л.Е., Назарова А.А., Полищук С.Д.// Рос. Медико-биологический вестник.- 2007.-№4. С.34-41.

4. Чурилов, Г.И. Воздействие травы вики, обработанной ультрадисперсным порошком железа на морфо-биологические показатели крови / Г.И.Чурилов, Л.Е.Амплеева, А.А.Назарова, С.Д. Полищук // Медико-биологический вестник. -2008. - №1. - С.70-74.

5. Арсентьева, И.П. Закономерности строения и биологическая активность нанопорош-ков железа/ И.П. Арсентьева, Э.Л.Дзидзигури, Н.Д. Захаров, Г.В.Павлов, Б.К. Ушаков, Г.Э.Фолманис, А.А.Арсентьев// Перспективные материалы.-2004.- 2004.-№4,- С.64-66.

6. Першина, Е.Д. Моделирование кинетики изменения водородного показателя и окислительно-восстановительного потенциала в аэрированной воде./ Е.Д. Першина, И.В. Алексашкин, К.А. Каздобин// Геополитика и экогеодинамика регионов. - 2010. -Вып.1. - С. 59- 63.

7. Подобаев, А.Н. Адсорбционное взаимодействие воды с металлами и его роль в процессах электрохимической коррозии/А.Н. Подобаев// Автореферат. - Москва. -2008. - С.10-11, 17.

8. Зотова, Е.С. Исследование и свойства ультрадисперсных (нано-) порошков на основе меди, магния и железа, обладающих биологической активностью/ Зотова Е.С.// Автореферат. - Москва.

- 2008. - С.10-11, 16-17.

9. Губин, С.П. Химия кластеров. Основы классификации и строение / Губин С.П. // Наука. -1987. - С.263.

10. Лазоренко-Маневич, Р.М. Роль воды и анионов в процессе активного растворения гидрофильных металлов в свете новых экспериментальных данных по спектроскопии свежеобразованных поверхностей / Р.М. Лазо-ренко-Маневич, А. Н. Подобаев // Российский химический журнал. -1998 . - Т. 42.- № 4.- С. 75-78

11. Алексанян А Ю , Подобаев А Н, Реформатская И И . / Стационарное анодное растворение железа в нейтральных и близких к нейтральным средах // Защита металлов 2007 Т 43 № 1 С 66-69.

12. Оглоблина, Т.А. Разработка и применение цитоспектрофотометрического метода измерения величины рН в живой клетке/ Оглоблина Т.А. //Диссертация на соискание ученой степени кандитата биологических наук. - Москва. - 1984. - С.8-10.

13. Романовский, Ю.М. Молекулярные преобразователи живой клетки. Протонная АТФ-синтаза

- вращающийся мотор./ Ю.М.Романовский, А.Н. Тихонов //Успехи физических наук. - 2010. - Том 180. - №9. - С 932-956.

14. Лутова, Л.А.. Генетика развития растений. / Л.А.Лутова, Т.А.Ежова, И.Е Додуева., М.А. Оси-пова //Инге-Вечтомов. — Санкт-Петербург. - 2011. С. 432.

15. Куцкир, М.В. Определение экологической безопасности наноматериалов на основе мор-фофизиологических и биохимическихпоказателе сельскохозяйственных культур/ Куцкир М.В. // Автореферат. - Рязань. -2 014. - С.9, 16, 19-20.

16. Чурилов, Г.И. Влияние ультрадисперсного порошка кобальта на биологическую активность полисахаридов РоПдопит aviculare (горца птичьего)/ Г.И.Чурилов, Ю.Н.Иванычева, С.Д. Полищук // Медико-биологический вестник. - 2009. - №1.

- С.26-32.

17. Голубева, Н.И. Токсичность различных наноматериалов при обработке семян яровой пшеницы / Н.И. Голубева, С.Д. Полищук // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А.Костычева.-2012.-№4(16). С.21-24.

18. Чурилов, Д.Г. Особенности роста и развития кукурузы и подсолнечника при обработке семян наночастицами кобальта / Д.Г. Чурилов,М.Н.Горохова, Г.И.Бударина, С.Д. Полищук, И.В. Бакунин // Труды ГОСНИТИ.-2011.-Т.-107.-№2.-С. 46-48.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

MORPHOLOGICAL PARAMETERS OF RICE SPROUTS, TREATED WITH ULTRADISPERSED IRON POWDER

Polischuk Svetlana D., doctor of engineering sciences, Professor, Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev, [email protected]

Obidina Inna V., assistant of the Department of General and Pharmaceutical Chemistry, Ryazan State Medical University Named after Academician I.P. Pavlov, [email protected]

Churilov Dmitry G., candidate of technical sciences, Associate Professor, Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev, [email protected]

Churilova Veronika V., postgraduate student, Ryazan state agrotechnological University named after P. A. Kostychev, [email protected]

Churilov Gennady I., doctor of biology, Professor, Ryazan state medical University named after academician I. P. Pavlov, [email protected]

The aim of the experiment we performed was to study the morphological and biometric parameters of germination and development of sprouts of such a demanded agricultural crop as rice, when treating seeds before planting with ultradispersed iron powder (UDP) solutions of different concentrations: 0.02 g /1000 ml of water and 0.2 g /1000 ml of water. In our work, we used iron UDP with a size of 25 nm and a specific surface area of 45 m2 / g. Iron UDP is not an activator of biological systems. For the manifestation of biological activity, it is subjected to ultrasonic dispersion in distilled water for 7-10 minutes. The sizes of nanoparticles were determined with the help of microscopes "Jem-100 C", the specific surface was measured by the BET method. The positive effect of such solutions on the germination and development of rice sprouts was confirmed. The use of ultrafine iron leads to enhanced root growth and an increase in the length and weight of seedlings by 7.25% (0.2 g) and 69.42% (0.02 g). The dependence of the biometric parameters of rice seedlings on the concentration of ultrafine iron has been proven. The absence of toxic effects of ultrafine iron on plants has been confirmed. The seeds treatment with iron UDP did not lead to any significant increase in iron in plants. However, an increase in the P, Si, Na, K elements, which are involved in metabolism, respiration, and photosynthesis, was observed. Silicon is necessary for the growth and development of rice and prevents lodging. According to early studies in the field when using ultrafine powders for treating seeds, the composition of the soil did not change, therefore, nanopowders do not accumulate in the soil and are environmentally friendly. The positive effect of iron UDP on the regulation of mineral nutrition, carbohydrate metabolism, photosynthesis reaction and cell respiration is associated with a prolonged effect of ultrafine metal particles in reduced form.

Key words: seedlings, rice, ultrafine iron, morphological, biometric parameters, enzymes.

Literatura

1. Churilov, G.I. Biologicheskoe dejstvienanorazmernyhmetallovnarazlichnye gruppyrastenij/G.I.Churilov, S.D. Polishchuk, L.E. Ampleevaidr. Monografiya//Ryazanskijgos. agrotekhnologicheskijun-t. -2010. -S.44-50.

2. Verhoturov, V.V. Vzaimnoe vliyanie peroksidazy i nizkomolekulyarnyh antioksidantov pri prorastanii semyan pshenicy/V.V. Verhoturov//Avtoreferat. - Moskva. - 2008. - S.16-17, 24-25.

3. Churilov. G.I. Vliyanie kobal'ta na fiziologicheskoe sostoyanie i morfo-biologicheskie pokazateli krovi zhivotnyh/. Churilov G.I., Ampleeva L.E., Nazarova A.A., Polishchuk S.D.// Ros. Mediko-biologicheskij vestnik.- 2007.-№4. S.34-41.

4. Churilov, G.I. Vozdejstvie travy viki, obrabotannoj ul'tradispersnym poroshkom zheleza na morfo-biologicheskie pokazateli krovi / G.I.Churilov, L.E.Ampleeva, A.A.Nazarova, S.D. Polishchuk // Mediko-biologicheskij vestnik. - 2008. - №1. - S.70-74.

5. Arsent'eva, I.P. Zakonomernosti stroeniya i biologicheskaya aktivnost' nanoporoshkov zheleza/ I.P. Arsent'eva, E.L.Dzidziguri, N.D. Zaharov, G.V.Pavlov, B.K. Ushakov, G.E.Folmanis,A.A.Arsent'ev//Perspektivnye materialy.-2004.- 2004.-№4.- S.64-66.

6.Pershina, E.D.Modelirovanie kinetiki izmeneniya vodorodnogopokazatelyai okislitel'no-vosstanovitel'nogo potenciala vaerirovannoj vode./E.D. Pershina, I.V. Aleksashkin, K.A. Kazdobin//Geopolitika iekogeodinamika

regionov. - 2010. -Vyp.1. - S. 59- 63.

7. Podobaev, A.N. Adsorbcionnoe vzaimodejstvie vody smetallamiiegorol'vprocessah elektrohimicheskoj korrozii/A.N. Podobaev//Avtoreferat. - Moskva. -2008. - S.10-11, 17.

8. Zotova, E.S. Issledovanie i svojstva ul'tradispersnyh (nano-) poroshkov na osnove medi, magniya i zheleza, obladayushchih biologicheskoj aktivnost'yu/Zotova E.S.//Avtoreferat. - Moskva. - 2008. - S.10-11, 16-17.

9. Gubin, S.P. Himiya klasterov. Osnovy klassifikacii i stroenie / Gubin S.P. //Nauka. - 1987. - S.263.

10. Lazorenko-Manevich, R.M. Rol' vody i anionov vprocesse aktivnogo rastvoreniya gidrofil'nyh metallov v svete novyh eksperimental'nyh dannyh po spektroskopiisvezheobrazovannyh poverhnostej/R.M. Lazorenko-Manevich, A. N. Podobaev//Rossijskij himicheskij zhurnal. - 1998. - T. 42.- № 4.- S. 75-78

11. Aleksanyan A Yu , Podobaev A N, Reformatskaya 11. / Stacionarnoe anodnoe rastvorenie zheleza v nejtral'nyh i blizkih k nejtral'nym sredah // Zashchita metallov 2007 T 43 № 1 S 66-69.

12. Ogloblina, T.A. Razrabotka i primenenie citospektrofotometricheskogo metoda izmereniya velichiny pH v zhivoj kletke/ Ogloblina T.A. //Dissertaciya na soiskanie uchenoj stepeni kanditata biologicheskih nauk. -Moskva. - 1984. - S.8-10.

13. Romanovskij, Yu.M. Molekulyarnye preobrazovateli zhivoj kletki. Protonnaya ATF-sintaza -vrashchayushchijsya motor./ Yu.M.Romanovskij, A.N. Tihonov//Uspekhi fizicheskih nauk. - 2010. - Tom 180. - №9. - S 932-956.

14. Lutova, L.A.. Genetika razvitiya rastenij. /L.A.Lutova, T.A.Ezhova, I.E Dodueva., M.A. Osipova//Inge-Vechtomov. — Sankt-Peterburg. - 2011. S. 432.

15. Kuckir, M.V. Opredelenie ekologicheskoj bezopasnosti nanomaterialov na osnove morfofiziologicheskih i biohimicheskihpokazatele sel'skohozyajstvennyh kul'tur/ Kuckir M.V. //Avtoreferat. - Ryazan'. - 2 014. - S.9, 16, 19-20.

16. Churilov, G.I. Vliyanie ul'tradispersnogo poroshka kobal'ta na biologicheskuyu aktivnost'polisaharidov Poligonum aviculare (gorca ptich'ego)/G.I.Churilov, Yu.N.Ivanycheva, S.D. Polishchuk//Mediko-biologicheskij vestnik. - 2009. - №1. - S.26-32.

17. Golubeva N.I. Toksichnost' razlichnyh nanomaterialov pri obrabotke semyan yarovoj pshenicy /N.I. Golubeva, S.D. Polishchuk //Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A.Kostycheva.-2012.-№4(16). S.21-24.

18. Churilov D.G. Osobennosti rosta i razvitiya kukuruzy i podsolnechnika pri obrabotke semyan nanochasticami kobal'ta /D.G. Churilov, M.N.Gorohova, G.I.Budarina, S.D. Polishchuk, I.V. Bakunin //Trudy GOSNITI.-2011.-T.-107.-№2.-S. 46-48.

УДК 11.018.5:636.237.21+636.224.3

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КРОВИ КОРОВ РАЗНЫХ ПОРОД

РЫКОВ Роман Анатольевич, ст. научн. сотрудник отдела физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных, [email protected]

ГУСЕВ Игорь Викторович, канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник отдела физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных [email protected]

ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства» - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»

Работа выполнена при финансовой поддержке фундаментальных научных исследований ФАНО РФ, номер государственного учета НИОКТР АААА-А18-118021590136-7.

Изучение биохимического статуса лучших по продуктивности и качеству молока отечественных и зарубежных пород молочного скота имеет практическую значимость и может служить дополнительной основой для их совершенствования. Целью наших исследований было сравнительное изучение продуктивности, биохимических показателей, характеризующих белковый и углеводно-липидный обмен в организме молочных коров черно-пестрой и джерсейской пород. Исследования были проведены на клинически здоровых молочных лактирующих коровах черно-пестрой (п=18) и джерсейской пород (п=31), находящихся в одинаковых условиях кормления и содержания в одном хозяйстве. В сыворотке крови определялись следующие показатели: концентрация общего белка, альбуминов, мочевины, креатинина, глюкозы, холестерина общего, ЛПВП, ЛПНП, ЛПОНП, глюкозы, триглицеридов, содержание гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, гематокрит. Молочную

© Рыков Р А., Гусев И. В., 2018 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.