Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важных народнохозяйственных проблем на современном этапе является увеличение урожайности сельскохозяйственных культур Для защиты растений и получения требуемых урожаев в агропромышленном комплексе широко применяется целый спектр пестицидных препаратов, позволяющих повысить урожай на 10-30% и более [Коренев Г В , 1990; Алтухов А И , 2005] Несмотря на большое разнообразие методов борьбы с вредителями посевов сельскохозяйственных культур, ведущим до сих пор продолжает оставаться химический метод, который отличается высокой экономической эффективностью и результативностью [Захаренко В.А , 1984, Николаев Ю П , 1988] Имея ряд преимуществ, использование химических препаратов влечет за собой изменение экологического баланса окружающей природной среды, оказывает влияние на живые организмы, населяющие биогеоценозы [Дунский ВФ, 1982, Губарев ЕА, 1991] В литературе достаточно широко освещены вопросы влияния пестицидов в остром и хроническом эксперименте на животных, человека [Дмитриева Е А, 1990, Новиков Ю В , 2005] В то же время влияние пестицидов на химический состав и метаболические процессы культур, на которых они применяются, до настоящего времени недостаточно изучено Являясь экологически агрессивными ксенобиотиками природной среды, ядохимикаты способны вызывать изменение различных биохимических процессов в живых организмах, в том числе и в растительных культурах Среди комплекса химических компонентов растительных организмов важными классами органических соединений являются белки, углеводы и липиды, качественный состав и количественная представительность которых в большинстве культур изучена достаточно хорошо [Пешков Б П , 1987, Ващен-ко И М, 2004] В то же время в литературе не нашли должного освещения вопросы влияния экологических факторов, в том числе и пестицидов, на показатели клеточного метаболизма растений
В этой связи весьма актуальным представляется изучение пестицидной нагрузки на качественные и количественные показатели обмена белков, углеводов и липидов культурных растений Углубление знаний о направленности биохимических процессов в условиях химической защиты растений представляется важным для выработки стратегии рационального использования и применения отдельных пестицидов в процессе выращивания сельскохозяйственных культур Изложенное выше определило настоящее исследование
Цель исследования. Изучить влияние доминирующих пестицидов сельскохозяйственного производства Курской области на направленность качественных экологических показателей (углеводов, липидов и запасных белков) зерна пшеницы сорта «Курская 2038» в процессе их онтогенеза
Задачи исследования:
Определить количественное содержание остаточных количеств изучаемых пестицидов в сырье
Оценить влияние абиотических факторов, связанных с применением пестицидов на вариабельность обмена углеводов
Исследовать особенности обмена нейтральных липидов и фосфолипи-дов при использовании пестицидов
Изучить характер метаболизма запасных белков зерна в условиях химической защиты
Выявить химически лабильные фракции изучаемых классов органических соединений, в наибольшей степени, реагирующие на абиотические факторы в условиях остаточных количеств пестицидов
Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование количественной представительности основных фракций углеводов, липидов и запасных белков в зерне пшеницы, их экологических взаимосвязей как между собой, так и с остаточными количествами пестицидов в сырье Дана оценка изменений количественных показателей спектра углеводов, липидов и запасных белков на различных этапах онтогенеза с учетом включения абиотических факторов при использовании пестицидов
Научно-практическое значение. Получены новые экологические знания, расширяющие представления о характере взаимосвязей различных фракций углеводов, липидов, запасных белков и их сопряженности с вариабельностью количественного содержания пестицидных препаратов в сырье Полученные данные рекомендуются как базовые, отражающие норму данных соединений в зерне пшеницы сорта «Курская 2038» и позволяющие осуществлять экологическое прогнозирование количественного содержания отдельных фракций в конечных продуктах переработки при использовании различных групп пестицидов Они рекомендуются к использованию при изучении курсов экологии, физиологии и биохимии растений, цитологии, молекулярной биологии, растениеводства в высших биологических школах различного профиля
Основные положения, выносимые на защиту:
Кумуляция доминирующих пестицидов в зерне пшеницы в процессе индивидуального развития растения
Количественная представительность и степень корреляционных взаимосвязей углеводных фракций зерна пшеницы в условиях влияния разных видов абиотических пестицидных факторов
Количественная представительность и корреляционные взаимосвязи липидного спектра изучаемой культуры и степень экологической взаимозависимости с остаточными количествами пестицидов в сырье.
4. Качественный и количественный состав запасных белков растения на различных этапах развития при использовании пестицидов.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной конференции «Химическое загрязнение окружающей среды» (Пенза, 2004 г ), на Международной экологической конференции «Актуальные проблемы сохранения устойчивости живых систем» (Белгород, 2004 г.), на Международной экологической конференции «Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005 г.); на Российской научной конференции с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск, 2006 г), а также на 69, 70, 71, 72 итоговых научных конференциях студентов и молодых ученых «Молодежная наука и современность» (Курск, 2004-2007 гг) и на 69, 70, 71, 72 научно-практических конференциях и сессиях Центрально-Черноземного научного центра РАМН «Университетская наука взгляд в будущее» (Курск 2004-2007 гг )
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста Диссертация состоит из введения, 5 глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, 3 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, предложений производству, списка использованной литературы) Библиографический список включает 278 источников, из них 195 отечественных и 83 иностранных Иллюстративный материал представлен 9 таблицами, 5 рисунками, 1 схемой, 30 приложениями
