Воздействие наноматериалов на витальные и морфологические показатели яровой пшеницы Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

□ Cf-IJKIIdHI

ООП ЛСЖНОГО ВИД*-* I Л

■ Ер-1ДС1ВД 11

ОЮ-ДЯАI Л

Z«Oi

Z№

2t»

»11

WIZ

й-ад-1

Рисунок 3 - Объем средств, направляемый на развитие АПК Тамбовской области из федерального

и областного бюджетов за 2008 - 2012 гг.

rtn

ии

гоп

IM7J

1

■зил: Етдо

1

, в 3811

1

| |7Ш

1

a^s

11 ф4ДС1НЛНХ

QDIIi'HIHOI* 1DCI.IHI.I

■ II 1.4. И il

1111 | ■ и .1— ■ р ■ и I ■

о о счу -и в

о т ж но м» nw \т мм

Рисунок 4 - Объем средств из бюджета Тамбовской области, направляемый на развитие АПК в 2009-2012 гг., в том числе на информационно-консультационное обслуживание

утв. Приказом Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 25 июня 2007 г. N 342.

3. Воитлева, З.А. Государственное регулирование сельского хозяйства как инструмент повышения его эффективности / З.А. Воитлева // Новые технологии. 2011. - №1. - С. 43-46.

Библиографический список

1. Федеральный закон от 29.12.2006 №264-ФЗ (ред. от 24.07.2009) «О развитии сельского хозяйства».

2. Концепция развития аграрной науки и научного обеспечения агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года:

УДК 633.111 .«321 »:621.9

Ю. Н. Иванычева, соискатель, Рязанский ГМУ

ВОЗДЕЙСТВИЕ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА ВИТАЛЬНЫЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

\

Введение

Токсическое действие наночастиц, по современным представлениям, заключается в механическом разрушении наноструктурами органов и тканей, развитии мембранных нарушений и развитии комплекса реакций оксидативного стресса. Все это ведет к некрозам и апоптозам отдельных клеток и к угнетению физиологического стату-

са целого многоклеточного организма. Однако для экспресс-диагностики фитотоксичности наноматериалов искусственного происхождения больше подходят не требующие дорогостоящей материальной базы методы молекулярно-клеточного анализа, а более доступные методики оценки стрес-сированности растений по интегральным мор-фо- физиологическим и биохимическим параме-

© Иванычева Ю. H., 2012

трам. Если, по сравнению с контрольными, семена в исследуемых образцах не проросли, или же длина корней и стеблей, а также их масса в процентах от контрольного значения менее 70%, то образец наноматериала считается токсичным.

Методика

Согласно ГОСТ 12038-84 при подсчете энергии прорастания учитывают и удаляют нормально проросшие и гниющие семена, при учете всхожести подсчитывают отдельно нормально проросшие, набухшие, твердые, гниющие и ненормально проросшие семена. При определении энергии прорастания и всхожести семян учитывают поражение плесневелыми грибами [1]. Данный метод позволяет изучить действие наноматериалов, равномерно распределенных в культивационной среде, являющейся субстратом для проращивания семян растений, на витальные и морфологические показатели растений.

Наши исследования были выполнены на яровой пшенице. Для опыта использовались семена одного года урожая, которые соответствовали требованиям ГОСТ Р 52325-005, не были обработаны протравителями и имели сертификаты на посевные качества [2].

Нанопорошки оксида меди размером 25-30нм и меди размером 25нм и 200нм были произведены в Московском институте стали и сплавов. Суспензию готовили согласно ТУ 931800-4270760-96 в ультразвуковой ванне (модель ПСБ-5735-5). Изучалось действие нанопорошков в интервале концентраций 0,001-ЮООг порошка на гектарную норму высева семян.

Для анализа воздействия наноматериалов на растительные объекты в лабораторных условиях в качестве субстрата использовали гелеобразные (на основе полисахаридов) культивационные среды. Гелеобразующим компонентом для получения агаризованных сред выбран полисахарид, полученный из морских водорослей (агар «□¡Тсо» или микробиологический агар отечественного производства). Некоторые химические параметры микробиологического агара: сульфаты < 1 %; кальций < 0,4 %; магний < 0,2 %; общий азот < 0,25 %; температура застывания > 36°С; температура плавления 1,2 %-го геля < 5°С; pH (1,2 % геля) меняется от 5,7 до 6,1 после автоклавирования. Семена проращивали в чашках Петри в условиях, предусмотренных ГОСТ 12038-84 с помощью термостата, обогреваемого ТСО-1М с диапазоном температур от 0°С до 60°С; допустимые колебания температуры ±1°С. Чашки Петри заполнялись питательной средой на 20% их объема. Семена раскладывались вручную на расстоянии не менее 0,5-1,5 см друг от друга. Повторность опыта четырёхкратная для каждого варианта обработки. Подготовленные чашки Петри помещали в термостат на проращивание при температуре 20±20С в темноте. Установленную температуру проверяли три раза в день — утром, в середине дня и вече-

ром; она не отклонялась от требуемой более чем на ±2°С. Также ежедневно проверяли состояние увлажненности ложа, воду в поддоне на дне термостата меняли через каждые 3-5 суток.

Результаты исследований

При подсчете энергии прорастания и всхожести пшеницы к числу нормально проросших относили семена, имеющие не менее двух нормально развитых корешков размером более длины семени и росток размером не менее половины его длины с просматривающимися первичными листочками, занимающими не менее половины длины ко-леоптиля [1].

Присутствие нанопорошка меди в питательной среде во всем интервале концентраций для семян пшеницы способствовало достоверному повышению энергии прорастания семян (таблица 1) на 9-10%, максимально - при концентрации 1 г/ га. При более высоких концентрациях нанопорошка меди энергия прорастания семян несколько уменьшалась, оставаясь выше контроля, следовательно, нанопорошок меди в данных концентрациях не обладает токсическим действием. Это позволяет рассматривать предпосевную обработку семян наноматериалами как важный агроприем подготовки семян к посеву.

Нанопорошок оксида меди повышает энергию прорастания семян пшеницы до 10 % при концентрациях не выше 1,0г на гектарную норму высева. При более высоких концентрациях оксида энергия прорастания уменьшается на 8 %.

Обработка семян нанопорошками меди и оксида меди вызывала примерно одинаковое по величине повышение всхожести по сравнению с контролем - до 10% при концентрациях ниже 10,Ог/ га. При более высоком содержании напорошков в питательной среде всхожесть в присутствии оксида меди незначительно уменьшалась - до 5%. Таким образом, высокореакционные оксид и медь активно включаются в ферментативные процессы по расщеплению запасных питательных веществ, обеспечивая их энергичное прорастание.

Метрические показатели проростков семян пшеницы при взаимодействии с различными концентрациями нанопорошков меди на гелеобразной культивационной среде представлены в таблице 2. Под действием нанопорошка меди длина надземных и подземных частей ростков пшеницы возрастает во всем интервале концентраций 0,01 г/га-1 ОООг/га, достигая максимальных значений (60%) при концентрации Си 1000 г/га. Нанопорошок оксида меди также способствует росту надземных и подземных частей пшеницы. Максимально при Си 1000 г/га длина надземных частей возрастает на 7 %, подземных - на 15% (таблица 2).

Нанопорошки меди размером 20-25нм значительно увеличивают массу ростков пшеницы, причём корней - на 51%, надземной части - на 15%. При действии нанопорошков оксида меди масса

Таблица 1 - Энергия прорастания и всхожесть пшеницы при взаимодействии с нанопорошками меди

и оксида меди на гелеобразной культивационной среде

Яровая пшеница Яровая пшеница

Варианты Энергия прорастания, % Всхожесть, % Варианты Энергия прорастания, % Всхожесть, %

Контроль 89,0±3,4 96,6±2,9 Контроль 89,0±3,4 96,6±2,9

Си 0,01 95,0±2,8 97,0±1,8 СиО 0,01 96,0±1,7 96,6±2,3

Си 0,1 96,8±2,1 98,8±1,0 СиО 0,1 97,0±2,9 98,4±1,1

Си 1,0 98,0±1,1 98,0±1,2 СиО 1,0 96,0±3,2 97,0±1,7

Си 10,0 97,3±1,3 98,0±1,1 СиО 10,0 95,0±3,7 93,0±1,9

Си 100 95,4±2,3 96,8±2,5 СиО 100 86,0±3,9 90,2±2,8

Си 1000 95,6±3,3 97,0±2,2 СиО 1000 81,0±4,0 88,4±3,9

* различия достоверны для Р>0,95

Таблица 2 - Длина проростков пшеницы при взаимодействии с нанопорошками меди на гелеобразной культивационной среде

Яровая пшеница(З-хдневные) Яровая пшеница(З-хдневные)

Варианты Надземная часть, мм Подземная часть, мм Варианты Надземная часть, мм Подземная часть, мм

Контроль 21,7±0,38 18,6±0,04 Контроль 21,7±0,38 18,6±0,04

Си 0,01 21,9±0,34 18,8±0,23 СиО 0,01 21,2±0,38 18,8±0,36

Си 0,1 22,0±0,26 19,9±0,32 СиО 0,1 22,8±0,32 18,8±0,25

Си 1,0 22,7±0,33 21,9±0,31 СиО 1,0 20,0±0,18 18,6±0,26

Си 10,0 23,5±0,36 21,8±0,19 СиО 10,0 21,9±0,24 20,9±0,28

Си 100 23,6±0,41 24,8±0,22 СиО 100 22,4±0,30 20,0±0,18

Си 1000 25,6±0,44 29,8±0,18 СиО 1000 23,3±0,29 21,5±0,23

Таблица 3 - Длина и масса проростков пшеницы при взаимодействии с нанопорошками меди (размер 200 нм) на гелеобразной культивационной среде

Варианты Яровая пшеница(З-хдневные) Яровая пшеница(З-хдневные)

Надземная часть, мм Подземная часть, мм Масса надз. части проростка, г Масса подз. части проростка, г

Контроль 21,7±0,34 18,6±0,09 0,0359 0,0301

Си 0,01 21,9±0,22 18,0±0,17 0,0346 0,0327

Си 0,1 21,0±0,21 19,6±0,27 0,0388 0,0335

Си 1,0 20,7±0,31 20,1 ±0,21 0,0342 0,0422

Си 10,0 21,3±0,24 19,8±0,08 0,0350 0,0415

Си 100 22,6±0,25 20,5±0,26 0,0354 0,0398

Си 1000 24,3±0,23 24,4±0,23 0,0387 0,0432

ростков хотя и возрастает при низких концентрациях на 11%, но это меньше, чем при действии нанопорошка меди. При более высоком содержании нанопорошков оксида меди в питательных средах масса надземных и подземных частей ростков растений уменьшается, оставаясь на уровне контроля и, следовательно, угнетения растений не происходит.

Для установления зависимости активности нанопорошков от размера наночастиц изучалось действие нанопорошка меди размером 200нм (таблица 3).

Частицы таких размеров в меньшей степени влияют на рост растений. Возможно, из-за больших размеров они проникают внутрь семян ограниченно и не взаимодействуют с органеллами кле-

ток. Однако с увеличением их концентрации рост надземных частей пшеницы возрастает на 12% и подземных на 30% по отношению к контролю. Линейный рост растений является важным показателем, косвенно характеризующим интенсивность деления или растяжения клеток. С этим показателем тесно коррелируют масса и объем органов растения. Как и предполагалось, нанопорошки меди размером 200 нм практически не влияют на массу ростков (таблица 3).

Выводы

1. Присутствие нанопорошка меди в питательной среде при проращивании семян пшеницы в интервале концентраций 0,01 г-1 ОООг на гектарную норму высева способствовало достоверному повышению энергии прорастания и всхожести. Нанопорошки оксида меди увеличивают всхожесть при концентрациях меньше 10,0г/га. При более высоком содержании оксида она незначительно уменьшается.

2. Нанопорошки меди размером 20-25 нм до 60% увеличивают длину ростков пшеницы. Масса корней ростков пшеницы возрастает на 51%, надземной части на 15%. При действии нанопо-

рошков оксида меди масса ростков возрастает на 11%. При более высоком содержании нанопорошков оксида меди (выше 10 г/га) в питательных средах масса надземных и подземных частей ростков растений остается на уровне контроля.

3. Обработка пшеницы суспензией нанопорошка меди с размером частиц 200нм не изменяет витальные и морфофизиологические показатели растений. Следовательно, размер частиц нанопорошков влияет на биологическую активность наноматериалов.

Библиографический список

1. ОСТ 12038-84. Семена сельскохозяй-

ственных культур. Методы определения всхожести. - Введ. 1987-06-01 - Изд-во стандар-

тов - 1987- 29 с.

2. ГОСТ Р 52325-2005. Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. - Введ. 2006-01-01 - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов. - 22 с.: ил.

УДК 636.22/.28.082

М. П. Коновалов, аспирант, Петрозаводский государственный университет

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И ВОСПРОИЗВОДСТВА КОРОВ АЙРШИРСКОЙ ПОРОДЫ

Введение

Республика Карелия является зоной разведения эйрширского скота, являющегося фактически монопородой, на его долю приходится 95,2% общей численности скота. С каждым годом продуктивность в стадах растет, и в 2011 году удой на фуражную корову в целом по региону составил 5862 кг молока. Удои в ведущих стадах превышают 7000 кг молока. Средняя продуктивность коров за 305 дней составила 7278 кг молока в племзаводе «Ильинский» и 7061 кг молока в племзаводе «Мегрегский». Эти данные позволяют по праву считать карельскую популяцию эйрширского скота одной из лучших в России.

Повышение продуктивности диктует необходимость постоянного мониторингэ селекционных по-кэзэтелей для поискэ более эффективных приемов селекции с целью дэльнейшего прогрессиро-вэния стэд, тем более, что в высокопродуктивных

стэдэх это делэть сложнее.

Для рэзрэботки нэиболее эффективных про-грэмм селекционной рэботы необходимо знэть и учитывэть основные селекционно-генетические пэрэметры, глэвными из которых являются коэффициенты изменчивости, повторяемости, нэсле-дуемости и корреляции между селекционируемыми признэкэми. Уровень этих пэрэметров зэвисит от множествэ фэкторов, поэтому дэже в одном и том же стэде не остэется постоянным [2,5].

Нэряду с покэзэтелем молочной продуктивности все большее знэчение приобретэют покэзэте-ли плодовитости, в знэчительной степени определяющие экономическую эффективность животно-водствэ. В большинстве исследовэний устэновле-нэ отрицэтельнэя корреляция между продуктивностью и покэзэтелями воспроизводствэ [3,4]. В связи с этим решение зэдэчи по нэиболее полному использовэнию резервов ростэ производствэ

© Коновалов М. П., 2012