CC BY
8УДК 633.85:631.45
С.Д. Полищук, д-р техн. наук, профессор, А.А. Назарова, канд. биол. наук, доцент,
М.В. Куцкир, аспирант
Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
УРОЖАЙНОСТЬ И БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДСОЛНЕЧНИКА ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН НАНОЧАСТИЦАМИ МЕДИ
Подсолнечник является основной масличной культурой, возделываемой в России. Условия Рязанской области не всегда позволяют получить урожай в желаемом объеме и качестве, поэтому требуется разработка новых агротехнологических приемов, в том числе и использование биологически активных веществ, которые без экономических потерь и экологических проблем для хозяйств способствовали бы увеличению количества и качества производимой продукции.
В современном научном сообществе особое внимание уделяется нанопрепаратам. Эффективность применения наночастиц биогенных элементов доказана [1-8]. Биогенные металлы являются неотъемлемой частью ферментных систем организма растений. Они выступают в качестве доноров и акцепторов электронов в окислительновосстановительных превращениях.
Целью проведенных исследований стало изучение влияния предпосевной обработки семян подсолнечника наночастицами меди на показатели урожайности и биохимический состав мас-лосемян. Полевые исследования проводились на участке опытного поля в хозяйстве «Малинищи» Пронского района Рязанской области.
Семена перед посевом обрабатывали суспензией нанопорошка меди в концентрации 0,5 г на гектарную норму высева. Данная концентрация была определена в ходе лабораторных исследований: установлено, что при использовании наночастиц меди в такой дозировке происходила наибольшая стимуляция роста и развития проростков семян подсолнечника.
Лабораторные исследования маслосемян,по-лученных в результате опыта, были выполнены на кафедре химии Рязанского агротехнологического университета в 2012 году.
По завершении опыта была определена урожайность контрольных и опытных растений подсолнечника (таблица 1).
Результаты полевых испытаний (таблица 1) позволяют сделать вывод, что наночастицы меди способствовали увеличению показателей урожайности подсолнечника гибрида Донской 22. Так, масса корзинок опытных растений превысила контроль на 55,7%. Урожайность семян в опыте была выше контроля на 53,3%, Повышение массы корзинок и урожайности семян во всех повторностях по отношению к контролю свидетельствует о высокой биологической активности наночастиц меди в качестве стимуляторов роста и развития растений. Увеличение количества семян подтверждает усиление биохимических процессов в организме растений подсолнечника.
Анализ химического состава семян подсолнечника (таблица 2) показал, что обработка семян нанопорошком меди способствовала повышению количества золы, протеинов, так же увеличилось количество жирных кислот. Повышение зольности на 0,12% по сравнению с контролем свидетельствует о большем количестве минеральных веществ в семенах. При этом увеличилось количество протеина на 5,51% по сравнению с контролем. Повышение количества белков является ценным показателем, так как отработанные в ходе масличного производства продукты (жмых, шрот) поступают на корм скоту, и насыщенный белком корм способствует повышению продуктивности сельскохозяйственных животных.
В опытных семенах заметно уменьшение кислотного числа по сравнению с контролем - на 44%. Кислотное число свидетельствует о наличии в масле свободных жирных кислот, большое количество которых приводит к образованию различ-
© Полищук С. Д., Назарова А. А., Куцкир М. В., 2013
Трибуна молодых учёных
Таблица 1 - Показатели урожайности гибрида подсолнечника Донской 22
Варианты Повторность Кол-во растений на 10 м2,шт Масса корзинок с семенами с 10 м2, кг Масса семян с 10 м2, кг Масса семян в ц с 1 га
Контроль 1 40 2,4 3,15 31,5
2 40 4,3 2,95 29,5
3 40 5,15 2,90 29,0
Среднее по варианту 40 3,95 3,00 30,0
Нанопорошок меди (семена) 1 40 6,2 4,20 42,0
2 40 5,9 4,90 49,0
3 40 6,35 4,70 47,0
Среднее по варианту 40 6,15 4,60 46,0
Отношение к контролю, % +55,7 +53,3 +53,3
Таблица 2 - Биохимический состав семян гибрида подсолнечника Донской 22
Вариан- ты Зола Протеин Кислотное число Масличность
% Отношение к контр. % Отношение к контр. мг КОН/г Отношение к контр. мг/кг Отношение к контр.
Контроль 3,62 - 13,13 - 2,50 - 37,0 -
Нанопо- рошок меди (семена) 3,74 +0,12% 18,64 +5,51% 1,40 -44% 39,4 +6,5%
ных кислородсодержащих соединений, а также сложных эфиров, что приводит к порче масла.
Для подсолнечника показатель масличности является основным, он определяет ценность сырья, а также влияет на качество продуктов, получаемых из семян. В семенах опытных растений (таблица 2) количество триглицеридов и жироподобных веществ превысило контроль на 6,5%. Повышение количества минеральных веществ, протеина, триглицеридов и жироподобных веществ в семенах опытных растений свидетельствует, что наночастицы меди способствуют не только стимуляции роста, но также усилению процессов синтеза биологически активных веществ в организме растений.
Был определен жирнокислотный состав масла контрольных и опытных семян подсолнечника (таблица 3).
Под действием нанопорошка меди увеличилось процентное содержание олеиновой кислоты на 2,9% по сравнению с контролем. Наличие непредельных жирных кислот в составе масла способствует повышению его биологической ценности, так как некоторые непредельные жирные кислоты являются витаминоподобными вещества-
ми, а также кофакторами ферментов. Процентное содержание остальных жирных кислот практически не отличалось от контроля.
Медь наряду с железом является важнейшим компонентом ферментной и гормональной систем растений. Железо является частью пероксидаз и каталаз. Медь, в свою очередь, входит в состав белков - переносчиков электронов, участвует в регуляции ростовых процессов. Поэтому недостаток каждого из этих микроэлементов может привести к гибели растения. Как видно из таблицы 4, содержание меди в семенах опытных растений превышает контроль на 5,4%, это может свидетельствовать о более интенсивном протекании биохимических процессов. Количество железа в семенах опытных растений практически не отличается от контроля.
Исходя из вышеприведенного, можно сделать вывод, что применение нанопорошка меди стимулирует физиологические и биохимические процессы в растительном организме; это приводит к увеличению урожайности маслосемян подсолнечника и повышению качества сельскохозяйственной продукции.
Таблица 3 - Жирнокислотный состав масла семян гибрида подсолнечника Донской 22
Триглицериды Контроль,% Нанопорошок меди (семена)
% Отношение к контр., %
Миристиновая С (14:0) 0,2 0,1 -0,1
Пальмитиновая С (16:0) 7,5 6,8 -0,7
Пальметинолеиновая С (16:1) 0,2 0,2 -
Стеариновая С (18:0) 3,9 3,1 -0,8
Олеиновая С (18:1) 28,6 31,5 +2,9
Линолевая С (18:2) 57,4 57,1 -0,3
Линоленовая С (18:3) 0,2 Менее 0,1 -0,1
Арахиновая С (20:0) 0,6 0,4 -0,2
Гондоиновая С (20:1) 0,3 0,2 -0,1
Бегоновая С (22:0) 0,9 0,6 -0,3
Лигнодериновая С (24:0) 0,2 Менее 0,1 -
Таблица 4 - Содержание микроэлементов в семенах гибрида подсолнечника Донской 22
Варианты Медь Железо
мг/кг отношение к контр. мг/кг отношение к контр.
Контроль 3,7 - 62,2 -
Нанопорошок меди (семена) 3,9 +5,4% 62,0 -0,3%
Библиографический список
1. Классификация семян и инновационные приемы использования их в пищевой промышленности (учебное пособие). / Мусаев Ф.А., Захарова О.А., Морозова Н.И., Черкасов О.В. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 2. С. 63-64.
2. Черкасов О.В. Технологическая оценка пригодности зерна различных сортов пшеницы для производства муки. // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2011. № 1. С. 48-50.
3. Амплеева Л.Е., Коньков А.А., Рудная А.В. Влияние суспензии наночастиц селена на качественные и количественные показателисемян кукурузы сорта «Обский 140» / Л.Е. Амплеева, А.А., Коньков, А.В. Рудная // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2012. № 3. С. 33-35.
4. Зенова Н., Назарова А., Полищук С. Влияние ультрадисперсного железа на рост и развитие крупного рогатого скота. // «Молочное и мясное скотоводство». №1. 2010. С. 30-32.
5. Полищук С.Д., Куцкир М.В., Назарова А.А.
Витальные и морфофизиологические показатели проростков семян масличных культур при взаимодействии с углеродными нанотрубками. // Вестник РГАТУ. - №3. - 2012. - С. 68-72.
6. Фадькин Г.Н. Изучение влияиния нанокри-сталлических порошков металлов на рост и развитие сеянцев сосны обыкновенной. / Г.Н. Фадькин // Юбилейный сборник научных трудов студентов, аспирантов и преподавателей агроэкологическо-го факультета, посвященный 110-летию со дня рождения профессора Травина И.С Материалы научно-практической конференции 2010 года. 2010. С. 158-161.
7. Баковецкая О.В., Лебедева Л.Ф., Терехина А.А. Модифицирующее влияние ультрадисперс-ной металлополимерной композиции «медь-железо-цинк» на биохимические показатели крови кобыл в случной период. // Коневодство и конный спорт. - 2011.- №3. - С.14-16.
8. Голубева Н.И. Воздействие нанокристалли-ческого порошка меди на полевую всхожесть, рост и развитие пшеницы. // Вестник Рязанского государственного агротхенологического университета им. П.А. Костычева. - 2012. №1. С.8-10.
