CC BY
28
СОСТАВ И СВОЙСТВО БИОУДОБРЕНИЯ ИЗ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ ЕЛИ ЕВРОПЕЙСКОЙ
Волкова Кристина Валерьевна
Магистрант кафедры
технологии лесохимических продуктов, химии древесины и физической химии.
г. Санкт-Петербург
Рощин Виктор Иванович
Доктор хим. наук. профессор, зав. каф. технологии лесохимических продуктов, химии древесины и физической химии.
г. Санкт-Петербург
А.Г. Орлова
Канд. с-х. наук, доцент кафедры растениеводства им. И.А. Стебута.
г. Санкт-Петербург
Ф.Ф. Ганусевич
Доктор с-х. наук, профессор, зав. каф. растениеводства им. И.А. Стебута.
г. Санкт-Петербург
АННОТАЦИЯ
Представлены данные по разработке технологии получения биоподкормки сельскохозяйственных растений из отходов лесозаготовки. Приведен состав гидрофобных соединений, входящих в состав биоудобрения. Получены результаты лабораторных испытаний по влиянию препарата на всхожесть семян. Установлено увеличение всхожести семян редиса на 10%. В полевых условиях препарат показал положительное влияние на повышение урожайности полевых, овощных, зеленых и декоративных цветочных культур.
ABSTRACT
The data on the development of technology for biotop-dressingcrops for agricultural plants from timber waste. It shows a composition of hydrophobic compounds that are part ofbiotop-dressing. We obtained the results of laboratory tests on the effect of the product on seed germination. It was found an increase to 10% in germination of radish. In the fieldresearch the product has shown a positive effect on field crops productivityof field, vegetable, green and decorative floral crops.
Ключевые слова: отходы лесозаготовки, Picea abies (L.) Karst, биоподкормка, сельское хозяйство, растениеводство, полевые испытания, состав препарата.
Keywords: timber waste, Picea abies (L.) Karst, biotop-dressing, agriculture, crop, field experience, composition of product.
Постоянно увеличивающееся население планеты стимулирует сельское хозяйство на получение большей продукции от растениеводства, которое является главным производителем пищи для человека [4]. Одновременно возникла проблема получения не только большого количества продукции, но и ее высокого качества.
Повышение качества зерна и продуктивности культуры возможно лишь при применении интенсификации сельскохозяйственного производства с использованием высокоэффективных и экологически чистых препаратов стимуляторов-регуляторов роста [3, 7, 9]. Обработка биопрепаратами перед посадкой проводится в следующих целях: для подавления поверхностной и внутрисемейной инфекции, стимуляции роста семян и укрепления их иммунитета, увеличения энергии прорастания семян, увеличения всхожести.
Предпосевная подготовка семян овощных культур является важным фактором повышения урожайности и качества продукции, снижения себестоимости и увеличения рентабельности производства овощной продукции.
Альтернативой химическим препаратам являются препараты растительного происхождения. Растения - ценный источник БАВ, использующийся в фармацевтической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности.
Большой интерес представляют продукты переработки древесины, в частности одного из доминантов темнохвой-ных и смешанных лесов Европы и России - ели европейской Picea abies (L.) Karst, семейство Ртасеае [5, 8]. Ель европейская относится к секции Picea, ряду Excelsae, к которому принадлежат еще 37 видов, восемь из которых произрастает на территории России. Под еловыми насаждениями находится до 25% всей лесной площади [6].
Этот вид является одним из основных при лесозаготовительных работах для получения деловой древесины. При каждом заготовленном кубометре древесины приходится до 500 кг отходов, из которых до половины составляет древесная зелень [11]. До 2000 г. использовали для химической и механической переработки около 2% всего доступного сырья (древесной зелени), в настоящее время практически отходы лесозаготовки не используются.
В то же время богатство химического состава и возможность круглогодичного использования делает древесную зелень хвойных пород привлекательной для получения органических и минеральных веществ, в том числе и биологически активных. Основная часть гидрофобных соединений древесной зелени (смолы) выполняют различные защитные функции или, меньшая часть, запасных питательных веществ (жиры, высшие жирные кислоты и их сложные эфи-
ры) [1]. Водорастворимые вещества, в основном, являются продуктами биосинтеза необходимых для жизнедеятельности растительной клетки, в том числе продуктами первичного метаболизма.
Разработаны технологические схемы переработки гидрофобных экстрактивных веществ древесной зелени с получением более десяти различных продуктов, выпускаемых цехами лесобиохимии [10]. Гидрофильная часть экстрактивных веществ древесной зелени, после извлечения смолистых веществ, остается в отработанной древесной зелени и в настоящее время не используются. Такие вещества, как водорастворимые витамины, минеральные вещества, низкомолекулярные кислоты и другие обладают биологической активностью и представляют интерес для сельского хозяйства.
Для увеличения степени использования экстрактивных веществ и уменьшения отходов, образующихся при экстракции древесной зелени неполярными растворителями, проведены исследования по извлечению полярных экстрактивных веществ из отработанной древесной зелени. В качестве сырья использовали отработанную древесную зелень ели европейской Picea abies (L.) Karst, после экстракции нефра-сом. Влажность исходного сырья от 18,5 до 22,5%, степень измельчения от 2 до 7 мм. Экстракцию проводили с помощью роторно-пульсационного аппарата. В аппаратах такого класса обрабатываемые продукты подвергаются активному гидродинамическому воздействию, дополнительному измельчению сырья, что положительно отражается на скорости извлечения целевого продукта, установка не требует нагрева. В качестве экстрагента использовали водно-солевой раствор - отход переработки экстрактивных веществ, извлекаемых из древесной зелени нефрасом.
Для изучения состава биоудобрения экстракт отфильтровали от отработанной хвои и упаривали на ротационном испарителе ИР-1М3 под вакуумом до содержания сухих веществ 50±2%, упаривание под вакуумом позволяет уничтожить контаминантную микрофлору и сохранить биологическую полноценность питательной среды. Затем полученный раствор экстрагировали последовательно растворителями: петролейным эфиром(ПЭ), диэтиловым эфиром(ДЭ), эти-
лацетатом(ЭА). Выход экстрактивных веществ составил: вещества, извлекаемые ПЭ - 0,15%, от массы биоудобрения, в ДЭ - 3,2%, в ЭА - 2,5%. Остальная часть экстракта растворима в воде.
Экстрактивные вещества, извлечённые ПЭ, обработкой спиртовым раствором гидроксида натрия, разделили на сумму кислот и неомыляемые вещества. Их выход составил: свободные и «связанные» кислоты - 56,4% от массы веществ растворимых в ПЭ, неомыляемые вещества - 43,6% соответственно. Компонентный состав выделенных кислот и неомыляемых веществ был исследован методом хрома-то-масс-спектрометрии (табл. 1 и 2 соответственно).
Использовали: хроматограф Agilent Technologies 6850C с квадрупольным масс-спектрометром Agilent Technologies 5973N, стандартная кварцевая капиллярная колонка HP-5MS длиной 30 см и с внутренним диаметром 0,25 мм, толщина пленки неподвижной фазы 0,25 мкм. Разделение потока 1:100. Температурные режимы колонки:
• для свободных и связанных кислот: программирование температуры от 150 до 280 0С со скоростью 5 град^-мин-1, выдержка при 280 0С- 20мин.
• для неомыляемых веществ: программирование температуры от 100 до 280 0С со скоростью 5 град^мин-1, выдержка при 280 0С- 20мин.
• для нейтральных соединений: программирование температуры от 100 до 280 0С со скоростью 5 град^мин-1, выдержка при 280 0С- 20 мин.
• для фенолокислот: программирование температуры от 100 до 280 0С со скоростью 5 град^мин-1, выдержка при 280 0С- 20 мин.
• для фенолов: программирование температуры от 100 до 280 0С со скоростью 5 град^мин-1, выдержка при 280 оС- 20 мин.
Идентификацию компонентов биоудобрения проводили сравнением полученных масс-спектров со спектрами известных соединений из двух банков данных (WILEY 275.L, NIST 05.L).
ИК - спектры осадков записаны на приборе ИК-Фурье спектрометр ФСМ 1201 со спектральным диапазоном 4005000 см-1 в таблетках KBr.
Таблица 1.
Состав суммы кислот экстрактивных веществ, растворимых в петролейном эфире
№ п/п Наименование кислоты Содержание, % от массы
суммы кислот веществ растворимых в петролейном эфире
1 Миристиновая 8,2 4,6
2 Пальмитиновая 55,0 31,2
3 Олеиновая 7,4 4,2
4 Стеариновая следы следы
5 Изопимаровая следы следы
6 Арахиновая следы следы
7 Дегидроабиетиновая 15,8 9,0
8 Генэйкозановая 11,4 6,4
9 Бегеновая следы следы
10 Лигноцериновая следы следы
Фракция кислот состоит из высших жирных и смоляных вой и изопимаровой кислотами, а высшие жирные кисло-кислот. Смоляные кислоты представлены дегидроабиетино- ты - в основном насыщенными С14-С24 кислотами. Среди
идентифицированных кислот ненасыщенной является олеиновая, остальные относятся к насыщенным кислотам. Такое соотношение можно объяснить тем что ненасыщенные кислоты легче переходят в бензин при промышленной перера-
ботке древесной зелени, а оставшиеся в древесной зелени после экстракции углеводородным экстрагентом насыщенные кислоты, оказались сконцентрированными в отработанной древесной зелени.
Таблица 2.
Компонентный состав неомыляемых соединений экстрактивных веществ, растворимых в петролейном эфире
Содержание, % от массы
№ п/п Наименование компонента Неомыляемых Веществ растворимых в петролейном эфире
1 Оплопанол 14,1 6,1
2 Эпиманоол 2,5 1,1
3 Фитол 5,3 2,3
4 Р-ситостерин 50,3 21,9
Основным идентифицированным соединением нео-мыляемой части экстрактивных веществ, растворимых в пе-тролейном эфире, является Р-ситостерин. Меньшую часть идентифицированных соединений составляют оплопанол, эпиманоол и фитол. Остальные соединения не удалось идентифицировать.
Наибольшая группа соединений, растворимых в ДЭ, представлена фенолокислотами (более 50%) от массы веществ, растворимых в диэтиловом эфире. Около 40% соединений составляют фенолы и 6% нейтральные вещества.
Основным соединением во фракции фенолов и феноло-кислот из проэкстрагированной древесной зелени является п-гидроксиацетофенон с примесью 3-метокси-4-гидрокси-ацетофенона. Основным компонентом выделенных нейтральных соединений является Р-ситостерин. На его долю приходится около 83,7% от фракции нейтральных веществ или 2,2% от массы веществ растворимых в ДЭ.
Проведены исследования биоудобрения на посевные качества семян (лабораторные испытания) и влияния на урожайность сельскохозяйственных культур.
Качества семян является важнейшим фактором повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Эффективность процессов, характеризующих начальные фазы прорастания, в значительной мере определяют состояние формирующихся проростков, находит свое отражение в посевных качествах семян. [12]
Проведенные исследования показали, что при обработке семян биоудобрением увеличивается энергия прорастания и всхожесть семян по сравнению с обработкой семян водой и обработкой удобрением «Благо-3». Так, обработка семян редиса биоудобрением активирует ростовые процессы уже на самой ранней стадии онтогенеза растений. Получена достоверная прибавка всхожести семян, которая составила 11%. На варианте с использованием удобрения «Благо-3» всхожесть семян была увеличена на 3%. При обработке семян томатов получена достоверная прибавка всхожести семян, которая составила 15%.
Установлено в полевых условиях влияние биоудобрения из древесной зелени на урожайность полевых, овощных, зеленых и декоративных цветочных культур. При обработке семян водным раствором биоудобрений на всех культурах получена прибавка урожайности в пределах от 5 до 26%. Например, предпосевная обработка семян свеклы и моркови биоудобрением способствовала увеличению урожайности корнеплодов на 5; 4,8 т/га, соответственно, что составило 25, 26%. Применение биоудобрения на разных сортах
картофеля (Невский, Кураж, Артемис) показали следующие результаты: на сортах картофеля Невский и Кураж не было получено существенной прибавки урожайности к контрольному варианту, а картофель сорта Артемис по сравнению с контрольным вариантом сформировал на 9 т/га урожая больше, что превышает контрольный вариант на 24,6 %.
На основании проведенных исследований по применению биоудобрений при выращивании зеленых культур можно отметить их положительное влияние на ростовые процессы растений. Это в конечном итоге отразилось на урожайности культур. Урожайность зеленой массы при применении данного агроприема составила 3,7; 2,1 т/га соответственно, что в 1,7; 1,6 раза превышает вариант без применения биоудобрения.
Применение биоудобрений на цветочных культурах способствовало лучшему укоренению миниатюрных роз, что обусловило в дальнейшем образование дополнительных побегов в кусте и продолжительность цветения. Следует отметить, что на кустах, где применялось биоудобрение на 5- 6 дней раньше появились бутоны. На этих же вариантах насчитывалось в 4-5 раз больше цветков, что способствовало увеличению периода бутонизация - цветение у миниатюрных роз.
Таким образом, применение биопрепарата на миниатюрных розах в качестве подкормки с интервалом между обработками 2 недели способствует лучшему укоренению растений, образованию дополнительных побегов и бутонов, что в свою очередь увеличивает продолжительность обильного цветения миниатюрных роз.
Выводы.
Предложена экологически безопасная технология экстрактивных веществ древесной зелени ели с получением нового продукта «Биоудобрение», методом водно-солевой экстракции в роторно-пульсационном аппарате.
Изучен состав экстрактивных веществ биоудобрения, растворимых в петролейном и диэтиловом эфирах. Показано, что основными компонентами являются: насыщенные жирные и смоляные кислоты, фитол, Р-ситостерин, эпиманоол, п-гидроксиацетофенон.
Проведены исследования по обработке семян овощных, полевых и зеленых культур биоудобрением. Установлено, что при обработке семян биоудобрением увеличивается энергия прорастания и всхожесть семян по сравнению с контролем обработкой семян водой и обработкой семян удобрением «Благо3».
При обработке семян водным раствором биоудобрений 4. Коренев Г.В. Растениеводство с основами селекции
на всех культурах получена прибавка урожайности в преде- и семеноводства / Г.В. Корнеев, П.И. Подгорный, С.Н. Щер-
лах от 5 до 26%, у картофеля (24,6%) и салата (23%). бак. С-Пб., 2009. 576 с.
Применение подкормки на посевах с обработкой семян 5. Лихачев В.С. Сила роста семян и ее роль в оцен-
водным раствором биоудобрений также повышала урожай- ке их качества /В.С. Лихачев//Селекция и семеноводство. -
ность (на 20-68 %) в зависимости от культуры, максималь- 1983. - № 1. - С. 42-44.
ные прибавки отмечены у растений салата листового (61%) 6. Правдин Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СС-
и петрушки листовой (68%). СР.М.,1975,210 с.
Применение биоудобрения на цветочных культурах в ка- 7. Скуратович Л.В. Реакция яровой пшеницы на обработ-
честве подкормки с интервалом между обработками 2 неде- ку гуминовыми препаратами в лесостепи Тюменской обла-
ли способствует лучшему укоренению растений, образова- сти: Дис. ...к.с.-х.н. Тюмень, 2007. 167 с.
нию дополнительных побегов и бутонов, что в свою очередь 8. Флора европейской части СССР.Л.,1974, т.1
увеличивает продолжительность обильного цветения. 9. Хусаинов А.Т. Влияние гуминового препарата Росток
Работа выполнена при финансовой поддержке Мини- на структуру и урожай сельскохозяйственных культур в
стерства образования и науки Российской Федерации (гос- степной зоне Северного Казахстана / А.Т. Хусаинов, Д.Т.
задание 37.2087.2014 К) «Разработка комплексной техно- Кудабаева, М.Д. Сеитова, А. Касипхан // Научные иннова-
логии переработки древесной зелени лесозаготовительной ции - аграрному производству: Мат. Междунар. науч.-практ.
промышленности с получением экологически нейтральных конф. Омск, 2013. С. 111.
продуктов для сельского хозяйства». 10. Ягодин В.И. Основы химии и технологии переработки древесной зелени. Л., Изд-во Ленинградского универси-
Список литературы тета, 1981,223с.
1. Белик В.Ф. Методика опытного дела в овощевод- 11. Яновский Л.Н. Вес зеленой биомассы деревьев дре-стве и бахчеводстве. - М.: Агропромиздат, 1992. - 319 с. востоев сосны, ели, березы и осины. //Лесное хозяйство,
2. Васильев С.Н., Рощин В.И., Фелекс С. Экстрактив- лесная деревообрабатывающая промышленность. - Л. 1975, ные вещества древесной зелени ели европейской. // Раст. Ре- вып.3,с.21-23
сурсы, вып. 1-2, 1996, с. 151-180. 12. Гриценко В.В. Совершенствование методики прора-
3. Грехова И.В. Применение регуляторов роста и раз- щивания семян при определении всхожести / В.В. Гриценко, вития растений / И.В. Грехова // Нивы Зауралья. 2009. №3 В.А. Дмитриева, П.Д. Бугаев // Селекция и семеноводство. (59). - 1987. -№2.- С.42-43.
СОЮЗ - НОВЫЙ ВИННЫЙ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЙ СОРТ ВИНОГРАДА С ОКРАШЕННОЙ МЯКОТЬЮ И СОКОМ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИН ПРЕВОСХОДНОГО КЛАССА
Заманиди П.К.
Д.с.х. н., ^арший научный сотрудник института Маслины, тропических культур и винограда Крити, отдел виноградарства в Ликовриси ЕЛ.Г.ОДИМИТРА,(Афины,Греция), почётный профессор КубГАУ (Краснодар, Россия)
Пасхалидис Х.Д.
д.с.х. н., профессор
Технологического института в Каламате, (Каламата, Греция)
АННОТАЦИЯ
Целью настоящей работы являлось генетическое улучшение сортов винограда методом гибридизации. В результате скрещивания греческого сорта Панагия Тину с украинским сортом Одесский чёрный в 2009 году был получен новый высококачественный винный сорт винограда Союз.
ABSTRACT
The aim of this work was to genetic improvement of grape varieties by hybridization . As a result, crossing the greek varieties of Panagia Tinou with Ukrainian Odesky black variety in 2009 was obtained new high-quality wine grape Soyuz.
Ключевые слова: гибридизация, комбинативная селекция, сорт, гроздь, ягода.
Keywords: hybridization, combine selection, variety, berry,seed
Введение ничен и представлен в основном сортами: Аликант Буше,
В мировом генном банке винограда насчитывается более Одесский чёрный, Академик Ерёмин, Афоос катакоккинос, 20 тыс.сортов вида витис винифера, около 5 тыс сортов ис- Академик Трубилин и др. Обшеизвестно,что интенсивно пользуются для приготовления красных вин. При этом число окрашенные вина обладают высокой биологической актив-сортов с окрашенной мякотью и соком дающих интенсивно ностью и являются составной частью общечеловеческой окрашенные вина в генном банке винограда весьма огра- культуры, а при умеренном и своевременном употреблении
