Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Специфика взаимодействия электромагнитных полей высоких частот с семенами 8
1.2. Применение высокочастотных полей для предпосевной обработки семян и сушки сельскохозяйственных продуктов 9
2. Материалы и методы исследования 17
2.1. Объект исследования и методы анализов 17
2.2. Методика активного планирования технологического экспериме нта 22
2.3. Сбор режимов воздействия ЭМПВЧ на основе факторного анализа и графического моделирования ... 27
3. Резотьтаты исследований 35
3.1. Начальная реакция семян капусты на воздействие ЭМПВЧ 35
3.1.1. Шагопоглощзющая способность семян 35
3.1.2. Темпы прорастания семян и время наступления начальных фенологических фаз 35
3.1.3. Некоторые процессы метаболизма в прорастающих семенах 38
3.1.4. Дыхание проростков капусты после воздействия ЭМПВЧ на семена 45
3.1.5. Изменение ферментативной активности в проростках капусты в период начального роста и развития 47
3.1.6. Электрическая реакция проростков капусты на воздействие ЭМПВЧ 55
3.2. Изменения в росте и развитии растений после посева семян в парники 60
3.3. Развитие реакции растений капуста после посадки рассады в открытый грунт 67
3.3.1. Темпы развития и фотосинтетическая активность. 67
3.3.2. Динамика физиолого-биохимических процессов в онтогенезе 72
3.3.3. Структура урожая капусты на конец вегетации... 86
3.3.4. Производственные испытания метода электротехнологии 88
4. Обсуждение полученных результатов и выводы 92
5. Заключение и рекомендации
Литература
Приподенин 125
- Применение высокочастотных полей для предпосевной обработки семян и сушки сельскохозяйственных продуктов
- Сбор режимов воздействия ЭМПВЧ на основе факторного анализа и графического моделирования
- Изменение ферментативной активности в проростках капусты в период начального роста и развития
- Динамика физиолого-биохимических процессов в онтогенезе
Введение к работе
Одним из основных направлений реализации Продовольственной программы СССР, принятой в 1982 году на майском Пленуме Щ КПСС, является обеспечение высоких темпов сельскохозяйственного производства на основе последовательной его интенсификации, борьба за повышение качества сельскохозяйственной продукции путем широкого внедрения прогрессивных технологических процессов в сельскохозяйственное производство. При этом пополнение ресурсов продовольствия должно происходить и за счет увеличения производства овощной продукции. (Продовольственная программа, 1982).
Овощеводство на Урале - одна из основных отраслей сельского хозяйства. Первое место среди овощных культур по размерам посевных площадей (около 90%) занимает капуста. Однако семена капусты, используемые для посева, нередко находятся в некондиционном состоянии, что является одной из причин низкой урожайности. Проблема изыскания различных способов повышения потенциальных возможностей сельскохозяйственных культур вообще и капусты в частности является весьма актуальной.
В течение длительного времени не только в нашей стране, но и за рубежом предпринимаются попытки улучшить посевные качества и урожайные свойства семян, сократить период вегетации, увеличить удельное содержание полезных веществ и т.п. В последнее время все большее внимание уделяется физическим методам воздействия на семена, которые, по мнению целого ряда ученых, являются наиболее технологичными. Обширный экспериментальный материал, апробированный в условиях производ ства, свидетельствует об эффективности изучаемых методов. Существенность получаемых результатов в ряде случаев явилась основой для широкого внедрения методов воздействия в сельскохозяйственное производство ( С.О.Гребинский, 1974 ; Н.М.Березина, 1964; Н.М.Березина, Д.А.Каушанский, 1975 ; С.И.Ушакова, 1974; Н.Ф.Батнгин,1980,1982). Но в литературных источниках до сих пор нет сведений, отражавших единое мнение исследователей по поводу выбора и внедрения в сельскохозяйственное производство одного - "универсального" метода. Это, вероятно, справедливо, так как ожидаемый результат зависит не только от физической природы предлагаемого метода, но и от морфологических особенностей семян, а также от пелого ряда факторов, способных модифицировать эффект. Кроме того,при выборе метода воздействия на семена необходимо учитывать трудоемкость процесса и его стоимость, то есть технологичность.
В связи с резко возросшей энерговооруженностью и внедрением в серийное производство мощных электротермических установок, создаются широкие перспективы для внедрения ВЧ электротехнологии во многие отрасли сельскохозяйственного производства, наряду с такими методами воздействия на семена и растения как гамма- и УФ-излучения, поле коронного разряда и т.п.
На последней, состоявшейся 25-27 марта 1981 г. в г.Ленинграде девятой Всесоюзной научно-технической конференции были приняты решения и разработаны планы основных научно-технических направлений использования ВЧ электроэнергии в сельскохозяйственном производстве (Материалы конференции "Применение ВЧ в электротермии", 1981). Проверка значимости ВЧ электротехнологии и других методов воздействия на семена каруста дала положительные результаты в условиях производства (Ю.В.Лей-бин, С.Я.Отерин, И.Г.Федорова, 1981).
Как показал патентный поиск, эффективность предлагаемых методов оценивается либо по урожайности, либо по некоторым отдельным биологическим тестам. Вместе с тем, при выращивании капусты после предпосевной обработки семян было бы логичным уже на ранних этапах онтогенеза растений диагностировать их потенциальную продуктивность. Для решения этой задачи является очевидным изыскание экспресс-методов диагностики потенциальной продуктивности семян. При этом, предварительно, в динамике роста и развития растений нужно изучить целый спектр биотестов и выбрать определенные показатели или показатель , которые в конкретной фенофазе полно и контрастно по вариантам опытов могут охарактеризовать реакцию семян на режимы предпосевного воздействия. При этом важно установить сопряженность и наличие корреляций между изученными начальными процессами изменения в росте и развитии растений и конечной продуктивностью. Недостатком в исследованиях является и то, что выбор режимов воздействия проводится скринингом, а не активным планированием технологического эксперимента. Математическое моделирование режимов обработки позволило бы исследовать не только отдельные воздействующие параметры, но и установить допустимые пределы эффективных доз (режимов). В плане ожидаемого эффекта при внедрении ВД электротехнологии в сельскохозяйственное производство необходимо также учитывать внутренние и внешние факторы, лимитирующие реакцию семян на воздействие.
С учетом вышеизложенного, в предлагаемой работе не ставилась пель доказать преимущество Ш электротехнологии перед другими существующими методами воздействия.
Целью наших исследований явилось изучение ответной реакции семян капусты по комплексу биотестов, касающихся жизне деятельности растений при действии ЭМПВЧ на семена. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Провести выбор режимов обработки семян на основе математического и графического моделирования параметров воздействия.
2. Изучить в едином опыте закономерности развития реакции растений капусты по ряду показателей, исследуемых в динамике, начиная с момента намачивания семян.
3. Установить сопряженность и наличие корреляций между биохимическими, электрофизиологическими показателями и процессами роста и развития растений.
4. Проанализировать ответные реакции семян на действие ШПВЧ и провести выбор показателей, по которым на ранних этапах онтогенеза растений можно тестировать эффективность режимов обработки и диагностировать потенциальную продуктивность капусты.
5. Исследовать совокупность факторов, лимитирующих реакцию семян капусты на действие ЭМПВЧ.
Основная часть работы выполнена в течение 1977...1983 гг. на базе Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени Агрофизического НИИ ВАСХНИП и Челябинского ордена Трудового Красного Знамени института механизации и электрификации сельского хозяйства (ЧИМЭСХ) в соответствии с заданием №136 (от 23 апреля 1976 г.) "Разработка технических основ и практических рекомендаций по использованию электромагнитного поля для предпосевной обработки семян". В 1983 г. эта тема включена в государственный план ГК по науке и технике в проблему 0.5 121 п.7. Технологический процесс воздействия оМПВЧ на семена внедрен на Челябинской плодовощной станции 00 БАСИШ и в совхозе-техникуме "Красноармейский" Челябинской области.
Применение высокочастотных полей для предпосевной обработки семян и сушки сельскохозяйственных продуктов
Исследования, проведенные в СССР и за рубежом, дали полное основание утверждать, что область высоких (0,5...300 мГц) и сверхвысоких (300 мГц...ЗОО ГГц) частот спектра электромагнитных волн является существенным фактором и создает широкие перспективы внедрения электротехнологии во многие отрасли сельскохозяйственного производства. Пріоритет в исследованиях по использованию ТВЧ в сельскохозяйственном производстве, как отмечается в иностранной литературе, принадлежит СССР.
Теоретические разработки и практические исследования процессов сушки и предпосевного воздействия ЭШ1ВЧ на семена базируются на трудах М.Т.Евреинова (1935, 1949), В.В.Книппера (1952), А.А.Фогеля (1954,1965), Г.А.Максимова (1956, 1958), А.В.Нетушила (1959), П.В.Пыкова (1957,1958).
Исследовательские работы по применению электромагнитных полей в сельском хозяйстве были начаты в СССР в 1932-1934 гг. в электробиологической лаборатории ВИМЭ под руководством М.Г.Евреинова. Сотрудниками была доказана целесообразность применения токов высокой частоты для дезинсекции зерна во всех стадиях его заражения при полном сохранении семенных качеств (М.Г.Евреинов, 1935). В 1934 году Днепропетровским физико-техническим институтом и Украинским НИИ зернового хозяйства изучалось влияние ТВЧ (30...75 мГц) на посевные качества семян хлопчатника, клещевины, томатов, огурцов, проса. В этот период в литертуре появились отдельные сведения о влиянии ТВЧ на рост и развитие растений (Г.А.Евтушенко, 1939). В 40-е годы во Всесоюзном НИИ зерна С.С.Суворовым, Е.С.Пер-повским, П.П.Тарутиным были исследованы электрофизические характеристики зерна ,успешно проведена его сушка и дезинсек-пия (М.Г.Евреинов, 1949,1962; Е.С.Перцовский, 1954; С.С.Суворов, 1953, 1954). С 1947 г. во ВНИИ ТВЧ и в лаборатории ВЧ электротермии АН СССР проводились работы по применению ВЧ нагрева для сушки и повышения посевных качеств зерна. Одновременно проводились работы по использованию ВЧ нагрева для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур (Материалы Всесоюзных конференций по вопросам применения ТВЧ, 1971,1978,1981).
Широкое использование электромагнитных полей в сельском хозяйстве началось в послевоенные годы с ростом электроэнерговооруженности сельского хозяйства, появлением новых разработок и серийных ВЧ и СВЧ электротермических установок.
Министерством связи СССР для ВЧ установок отведены строго определенные частоты: 5,28 мГц ; 13,56 мГц; 27,12 мГц ; 40,68 мГц; 81,36 мГц ; 152,5 мГц (Г.С.Княжевскэя, М.Г.Фирео-ва,1980). Как показали исследования Брицина Н.Д., И.Г.Федоровой (1954), И.Т.Демидовой (1957), Н.П.Глуханова (19S5) , П.А.Старчеус (1970), С.И.Ушаковой (1974) и др., наибольший интерес для диэлектрического нагрева семян с определенными электрофизическими свойствами представляют частоты от 13 до 81 мГц.
В период 1950- I960 гг. работы по обработке семян кукурузы токами высокой частоты проводились в Горском и Днепропетровском институтах (Р.Б.Албегов и др.,1974; Г.В.Чепигин и др., 1952).
Исследования по изучению влияния ЭМПВЧ на рост, развитие и урожайность зерновых культур были проведены Г.В.Смирновым (19S9,1972). Работы по предпосевной обработке семян зерновых культур в этот период проводились в ВИЭСХе, его филиалах, МЙИШе (Т.Г.Ігенти, Н.И.Чхенкели,1963; И.С.Смирнов, 1955 ; К.А.Дидебулидзе, 1965). Большая часть исследований с семенами овощных культур была проведена в проблемной лаборатории ЧИМЭСХ (Г.В.Новикова, 1980; Н.Д.Никонова, 1978,1979,1980). В результате исследований, проведенных Г.В.Новиковой, была доказана практическая целесообразность использования ВЧ установок с частотой 40,68 мГц. Ею было отмечено, что при использовании ВЧ установки с частотой поля 40,68 мГц может быть создана оптимальная напряженность и соответствующая скорость нагрева для обрабатываемых семян овощных культур (1980).
В настоящее время в литературных источниках есть сведения о влиянии электромагнитной обработки на продуктивность риса, сахарной свеклы (В.А.Годунов и др.,1974; А.И.Булавин,1974) . Имеются результаты опыта по стимулированию всхожести семян некоторых кустарников и сосны обыкновенной (А.И.Голядкин.К.А.Ис-маилов, 1974; А.И.Голядкин, Б.А.Губанов, 1974).
Процесс нагрева ТВЧ был использован также применительно к задачам сушки сельскохозяйственных продуктов. Имеется целый ряд исследований по высокочастотной сушке различных сельскохозяйственных продуктов и сеиян: зерна, подсолнечника, кукурузы, фруктов, овощей, сена, трав и др. (С.И.Петрученя, 1950 ; А.А.Фогель, 1954; И.Т.Демидова, 1957; Г.А.Максимов, 1958 ; Н.В.Книппер, 1S62; В.А.Сакун, 1969; С.И.Ушакова, 1971,1974 ; Н.В.Цугленок,1975; В.В.Воронцов, 1975; В.В.Олоничев , 1979).
Исследования по высокочастотному нагреву за границей начались позднее,чем в СССР. Нами были проанализированы патентные материалы США, Великобритании, ФРГ, Франции,Японии и Румынии за последние десять лет.
В это время в зарубежной литературе появились сведения об ускорении прорастания семян зерновых культур, о получении лучших урожаев (П.А.Рубцов и др., 1971). В Румынии в одном из политехнических институтов наблюдали эффект ускорения роста и развития кукурузы на действие ВЧ нагрева семян ( РореЗСиС. , undhOnejCU-L.tV nZ). Способ стимулирования роста растений при обработке ЭМПВЧ в течение 15 с с последующей обработкой зерна в вакууме был запатентован во Франции (1976). С целью повышения всхожести семян зерновых культур разработан способ обработки ЭМП в Великобритании (1974). В США был опробован метод применения ТВЧ для улучшения посевных качеств зерна (патенты 1973,1977), а в ФРГ - для дезинсекции зерна (H.LincL ,1975).
В последние годы в нашей стране уделяется внимание использованию в сельском хозяйстве энергии электромагнитного поля СВЧ (Ю.В.Лейбин и др., 1981; П.И.Исаева, 1977). Большие работы по применению СВЧ поля для борьбы с сорной растительностью, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур проводятся в основном в нашей стране (Ф.Я.Изаков, Б.А.Матвеева, 1979; Ф.Я.Изаков, П.Ф.Ионин и др., 1982; Б.А.Матвеев, 1983; Л.И.Стрижаченко, 1983). Основными институтами, занимающимися этими проблемами, в СССР являются МИИСП (г.Москва),СибНИИСХоз (г.Новосибирск), ЧИМЭСХ (г.Челябинск).
Сбор режимов воздействия ЭМПВЧ на основе факторного анализа и графического моделирования
Одним из решающих факторов перехода семян от.состояния покоя к активному росту и развитию является наличие воды. Анализ результатов исследования показал,что после воздействия ЭМПВЧ на семена в течение 40 секунд при напряженности ЭШ 26 кВ/м уже в первые часы после намачивания степень набухания семян капусты была выше в сравнении с контролем (рис.6). Через 7,5 часов у исследуемых в этом режиме семян появился проросток, что на 1,5 часа раньше в сравнении с контрольным вариантом.
Наименьшая впагопоглощающая способность отмечена у семян, обработанных в течение 150 секунд при напряженности ЭМП 58 кВм и "отлежке" Ю суток. Проросток у семян капусты появился лишь 2 часа спустя по сравнению с контрольными семенами (рис.6). Таким образом, исследуя начальные реакции - влагопоглоща-ющую способность семян, обработанных в заданных режимах,можно констатировать усиление степени набухания семян при Е = 25 KBJM и = 40 С И угнетение этого процесса с повышением напряженности и увеличением времени воздействия ЭМПВЧ по сравнению с контролем.
Усиление влагопоглощающей способности и ускорение появления проростка у семян, обработанных ЭМПВЧ в режиме "а" отразилось на дальнейших процессах развития: энергии прорэстания и всхожести. Энергия прорастания семян капусты подсчи-тывалась спустя трое суток, всхожесть - десять. Результаты исследования энергии прорастания и всхожести семян капусты математически обработаны (приложение 3, табл. 1,2) и представлены на рис.7.
Анализ данных показал, что в опытном варианте, где время воздействия на семена составляло 40 с, напряженность ЗМП 26 кВ м , не только повысилась энергия пррастания в сравнении с контролем и режимом "6м, но ускорился и темп вступления прорастающих семян в фазу семядольных листьев. 30 проростков с "а" режимом обработки семян в этот период находились в фазе семядольных листьев, что в 1,5 раза выше контроля. Ускоренные темпы прорастания семян (режимнаи) привели к ускорению наступления и последующей фенофазы - выход первого настоящего листа.
Появление первого настоящего листа у проростков капусты в этом режиме отмечено на 8 сутки после посева (в контрольном - сутки спустя.
После воздействия ЭМПВЧ на семена в течение 150 секунд при напряженности ЭШ 58 кВ м фаза появления первого настоящего листа наступает в конце девятых суток. У десятисуточ-ных проростков был подсчитан процент взошедших семян и число проростков, находившихся в очередной фенофазе. Установлено, что воздействие ЭМПВЧ на семена в течение 40 секунд, при напряженности ЭМП 23 кВ м способствовало не только повышению всхожести на 12% в сравнении с контролем, но и ускорению темпов морфологических изменений у проростков. Почти 50% из числа проросших семян в этом режиме находилось в период определения всхожести в фазе первого настоящего листа, что вдвое больше по сравнению с контролем. После воздействия ЭШВЧ на семена (режим "6") было отмечено в сравнении с контролем снижение темпов наступления очередных фенофаз и лабораторной всхожести на 5,5 %.
Таким образом, повышение всхожести семян после воздействия ЭМПВЧ благоприятно отразилось на силе начального роста (по проценту взошедших семян). Наблюдаемые в лабораторных условиях изменения начальных ростовых процессов свидетельствуют о повышении жизнедеятельности растения после воздействия ЭШВЧ при низких уровнях взаимодействующих параметров фактора. Процесс прорастания семян характеризуется на только морфологическими изменениями, но и комплексом сложных биохимических и физиологических превращений. Поэтому, после воздействия ЭМПВЧ на семена нами была предпринята попытка сопоставить в едином опыте характер морфологических изменений с рядом физиолого-биохимических процессов. Интересным, на наш взгляд, представляется изучение биохимических изменений, происходящих при прорастании, в содержании запасных веществ. Перед воздействием ЭШВЧ на семена: 10. ..12$ влажности нами были исследованы некоторые показатели биохимического состава. Результаты исследований занесены в табл.4. Анализируя ход кривых, интерпретирующих зависимость содержания сухого вещества и белкового азота от возраста проростков, установили их непрерывный расход в динамике десяти-суточного проращивания, что, очевидно, связано с начальными ростовыми процессами (рис.8). Причем, следует отметить, что интенсивность изменения содержания сухого вещества и белкового азота в прростках капусты, на семена которой воздействовали ЭМПВЧ в течение 40 секунд при напряженности ЭМП 25 кВм (режим иа") внше,чем в контрольных проростках и опытных ,на семена которых воздействовали в другом исследуемом режиме (режим "б"). Это свидетельствует о наиболее активном расходовании веществ на начальные ростовые процессы и согласуется с ранее установленном и описанном в предыдущем параграфе эффектом: ускорением темпов прорастания опытных семян.
На рис.9 в динамике прорастания семян отражены изменения в содержании общего сахара и моносахаров. Уже спустя двое суток содержание общего сахаре в проростках капусты, на семена которой воздействовали ЭШВЧ в течение 40 секунд при напряженности ЭМП 26 кВ/м , было ниже по сравнению с контрольными растениями и опытными, на семена которых воздействовали в другом исследуемом режиме.
Изменение ферментативной активности в проростках капусты в период начального роста и развития
Второй максимум в усилении интенсивности дыхания проростков - на десятые сутки. Этот период совпадает с переходом проростков в фазу первого настоящего листа. Разница в интенсивности дыхания десятисуточных опытных проростков капусты, на семена которой воздействовали в двух заданных режимах ЭМПВЧ, составила 99 МЛк- Og /г.час.
Сравнивая полученные результаты по интенсивности дыхания с содержанием таких веществ как сахара можно отметить противофазный характер в направленности этих процессов при переходе к последующей фенофазе. Причем, чем интенсивнее дыхание (режим "а"), тем меньше содержание Сахаров отмечается в проростках этого варианта. И наоборот (режим "б"). Аналогичную картину наблюдали при сравнении интенсивности дыхания и содержания аскорбиновой кислоты.
Большое значение в процессе дыхания растений имеют окислительно-восстановительные фермента. Ферменты являются одним из наиболее подвижных белков в растительном организме. Овощные растения, характеризующиеся поглощением большого количества воды и способностью к накоплению ее в своих тканях, отличаются и усиленным обменом особой группы окислительно-восстановительных ферментов, являющихся одними из важнейших в обмене растительного организма.
По данным К.В.Сабурова и Д.К.Ясайтиене (1951 ), ткани капусты отличаются высокой активностью геминовых окислительных ферментов - пероксидазы и каталазы - и более низкой активностью медьсодержащих окислительных ферментативных систем -аскорбинотоксидазы и полифенолоксидазы.
Исследуя в лабораторных условиях активность ферментов в прорастающих семенах, было установлено, что активность каталазы и пероксидазы в контрольных проростках изменяется Е определенной последовательности и описывается волнообразной кривой. Воздействие ЭМПВЧ на семена меняет интенсивность и темпы изменения активности ферментов (рис.12,13). Наибольшая активность ферментов отмечается в первые трое суток пр-ращивания, причем в режиме иа" максимум приходится на вторые сутки, что на еутки опережает контроль.
Сопоставляя темпы пррастания семян и изменение активности каталазы и пероксидазы, усыновили, что и переход опытных прростков (режим иап)в фазу семядольных листьев осуществляется на вторые сутки после намачивания семян,когда и отмечается наибольший подъем активности каталазы и пероксидазы. Подобные явления наблюдали Е.Лемах и Ф.Айхеле (1939), которые установили связь активности каталазы со всхожестью семян злаков. По их данным, у семян с большей интенсивностью биохимических процессов (повышение активности каталазы) выше прцент всхожести семян.
Проростки других исследуемых вариантов активно вступили в фазу семядольных листьев лишь сутки-двое спустя.
Сопряженность в изменении активности ферментов с прцес-сами роста установлена и для растений другого опытного варианта (режим "б"). Однако, как показали исследования, при воздействии на семена ЭМПВЧ в течение 150 секунд при напряженности ЭШ 58 кВ/м и длительном интервале "отлежки" наблюдается, по сравнению с контролем и режимом "ан, снижение работы исследуемых геминовых ферментов, что связано, по-видимому, с замедленными темпами пррастания семян и их пониженной всхожестью. Таким образом, по активности каталазы и пероксидазы в прорастающих семенах можно как бы диагностировать качество исследуемых семян. Подобное положение было высказано Мишкевичем (1930-1931).
Известно, что изменение количества выделенной углекислоты может свидетельствовать об изменении деятельности окислительно-восстановительных ферментов. Сравнивая результаты изменения активности каталазы и пероксидазы в прростках с темпами и направленностью изменения интенсивности дыхания,установлена сопряженность этих процессов.
Одновременно с определением геминовых ферментов в проростках исследовали содержание медьсодержащих ферментов: полифе-нолоксидазы и аскорбинатоксидазы, относящихся к терминальным оксидазам. Анализ данных выявил сопряженность в темпах изменения активности аскорбинатоксидазы с активностью геминовых ферментов (рис.14). Активность аскорбинатоксидазы и содержание аскорбиновой кислота в проростках описывается дополнительными кривыми. Активность полифенолоксидазы отмечена в период перехода исследуемых троростков в фазу семядольных листьев , но ее активность незначительна (порядка 0,19...0,23 мл). Существенных различий в это время в активности фермента по вариантам не выявлено. В дальнейшем присутствие полифенолоксидазы было обнаружено на 9-Ю сутки, то есть в период перехода проростков в очередную фазу - первого настоящего листа. Существенных различий в ее активности в опытных проростках капусты, семена которой обработаны в ЗМПВЧ при Е= 58,0 кВ/м, t =150 с, и контрольных не наблюдали. Активность фермента в десятисуточ-ных опытных проростках (режим "а") усилилась в сравнению с активностью в трехсуточных проростках и составила 1,3 мл.
Динамика физиолого-биохимических процессов в онтогенезе
Содержание сухого вещества в фазе массовой хозяйственной годности в указанном режиме составило 9,2 г на 100 г сырого веса, при 8,5 г в контроле. Прибавка по содержанию сухого вещества в кочанах достоверна (приложение 3, табл.3).
Изменения в содержании сырого белка в растениях совпадают по фазам вегетации с ходом изменения сухого вещества(рис.30). Начиная с фазы 6-7 листьев во всех вариантах наблюдали незначительный спад в содержании сырого белка. К фазе массовой хозяйственной годности содержание сырого белка в исследуемых растениях значительно падает. При этом содержание белка в растениях, выращенных из семян, обработанных ЗМПВЧ в режиме "а", остается выше в сравнении с содержанием белка в контрольных растениях. Прибавка достоверна, HCPQC= 0,045 (приложение 3 , табл.4). Разница в накоплении сырого белка в опытных растениях (режим "б") и контрольных лежит в пределах ошибки опыта.
Увеличение белка в кочанах после обработки семян в режи-ме"аи по данным трех лет исследований не превышало уровень контроля более чем на величину 0,28 г ,что не выходит за пределы ге но типических возможностей сорта (Г.А.Луковникова, 1959, 1965,1973; Л.С.Корбут, 1975).
Известно, что у кочанных форм капусты, особенно у белюко-чанной и краснокочанной, основными сахарами являются моноса-хара. При изучении содержания сахара в растениях капусты от-меченэ закономерность увеличения его на протяжении всего периода вегетации, что происходит в основном за счет прироста моносахаров (Г.АЛуковниковз, 1965,1973; Л.С.Корбут, 1975 ; М.Л.Горлова,1968). Результаты наших исследований показали, что наибольший процент сахара накапливается в период перехода капусты в фазы начальной и массовой хозяйственной годности (рис.31). Период роста и развития растений капусты в фазе 6-7 листьев и розетки характеризуется незначительным изменением в содержании моносахаров в исследуемых растениях. Отме-чево,что в течение всего периода вегетации содержание моносахаров в опытных растениях, выращенных из семян, обработанных ЭМПВЧ в течение 40 секунд при напряженности 26 кВ/м, выше , чем в растениях двух других вариантов на 0,38...0,54 г (в фазе 6-7 листьев) и 0,26...0,67 г в фазе массовой хозяйственной годности. Прибавка по содержанию сахара в кочанах достоверна (приложение 3 , тэбл.5).
Нами также было проведено изучение изменения содержания аскорбиновой кислоты в растениях капусты. Отмечено, что период до появления 6-7 настоящих листьев характеризуется увеличением содержания аскорбиновой кислота. В дальнейшем,к фазе розетки листьев и завивки кочана как в опытных, так и контрольных растениях наблюдали спад в ее содержании, что, вероятно, связано с оттоком веществ в начинающий обрэзовываться кочан и превращением растворимых углеводов в нерастворимые (рис.32).
В опытных растениях (режим"а") содержание аскорбиновой кислоты почти на протяжении всего вегетационного периода оставалось выше. В фазе массовой хозяйственной годности кочанов содержание ее по средним данным составило 29,0 мг% ,что на 4,4 мг% выше, чем в контрольных, и на 8,0 мг% чем в кочанах с "б" режимом обработки семян. Прибавка в содержании аскорбиновой кислоты в кочанах достоверна ( приложение 3 , табл.6).
Были проведены также исследования изменения содержания кальция и фосфора (рис.33). Установлено, что количество минерального фосфора, начиная с фазы завивки кочана, активно снижалось, что,верятно, связано с усиленным накоплением сэ« хэра в этот период и способностью тканей капусты накапливать запасные формы фосфора. Наибольшее содержание фосфора в конце вегетационного периода отмечено в растениях капусты,семена которой обработаны в ЭМПВЧ при t = 40 секунд, Е=25 кВ м, П = 1...3 суток ( 31 мг на 100 г сырой массы). В контрольных растениях содержание фосфора в этот период составляло 25 мг. Наименьшее содержание фосфора на протяжении всего периода вегетации отмечено в растениях капусты с обработкой семян в режиме "б".
Противоположный характер кривой отмечен при изучении содержания кальция в растениях капусты в процессе ее развития. Наименьшее содержание элемента приходится на фазы 6-7 листьев и розетки.
С начала фазы завивки кочана содержание кальция повышается, достигая максимума к моменту формирования кочана. Следует отметить, что в его содержании между контролем и опытными вариантами на протяжении всего онтогенеза существенной разницы не обнаружено. Однако в фазу хозяйственной годности содержание кальция в кочанах (режим иэ") было выше, чем в контроле.
Исследование биохимического состава кочанов позволило установить, что воздействие ЗМ1ВЧ на семена капусты в определенном режиме может способствовать улучшению качества выращиваемых кочанов.
