Диссертация (1154518), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Шлам в дозах менее 1%оказывает существенное влияние на прирост биомассы, максимальная средняя массакорнеплода и надземной части зафиксирована при концентрации 0,01% (в 5 и 4 разасоответственно).Результаты морфометрического исследования коррелируют срезультатамибиохимического анализа. Так, отмечено, что наиболее низкие показатели активностиполифенолоксидазы наблюдались при концентрациях 0,0001…0,1 и 1%, минимум – вварианте 0,01%, где зафиксирован максимальный прирост биомассы. Вероятно, в этомслучае растения находятся в наиболее оптимальных условиях. В группе 1% наблюдалось86повышение активности полифенолоксидазы.
Активность пероксидазы была такжеминимальна при дозе 0,01%, однако в остальных случаях отмечено существенноеповышение активности фермента, наибольшие показатели зарегистрированы при 1 и10%шлама. Показатели активности каталазы немного увеличились относительно контроля, заисключением концентраций 0,1 и 1%, при которых наблюдалось снижение активностифермента. Максимальная концентрация пигментов зафиксирована при 10% шлама всубстрате, наименьшие показатели хлорофилла а и каротиноидов отмечены в группах0,001 и 1%, хлорофилла b в группе 0,01%.Соотношение суммы хлорофиллов ккаротиноидам существенно не изменяется.Полученные данные показывают, что по совокупности результатов для сахарнойсвеклы наиболее оптимальными являются средние концентрации шлама, в частности –0,01%, при которой наблюдается наилучшее развитие хозяйственно–ценных признаков.Возможно, это связано с недостатком микроэлементов в контрольном субстрате, т.к.недостаточное поступление какого–либо микроэлемента приводит к отклонению отнормы роста растения или к прекращению развития.
В то же время избыток питаниятакже вызывает метаболические нарушения в растении. Кроме того, одни и те жеэлементы в зависимости от условий среды могут тормозить или усиливать поступлениедругих элементов (Ягодин, 1974).3.2.2.3 Лен посевной3.2.2.3.1Влияниешламаметаллургическогопроизводстванаморфофизиологические и генеративные показатели льна посевногоВ ходе культивации растений льна посевного, также как в случае с рапсом исвеклой, наблюдалось снижение дружности всходов и повышение всхожести поддействием шлама (рис. 67).87Дружность всходов, %Всхожесть, %60**5040*30******20100Концентрация шлама, %Рисунок 67 – Показатели дружности всходов и всхожести семян льна посевногоКак видно из диаграммы, во всех опытных группах наблюдалось снижениедружности всходов (максимально при 0,1%), но при этомпоказатели всхожести,фиксируемые на 7 день эксперимента, в группах 0,001; 1 и 10% оказались вышеконтрольных, особенно в группе 0,001%, где отмечено повышение на 14%.
Показателивсхожести ниже контрольных наблюдались в группах 0,01 и 0,1% (на 6 и 3%соответственно).Средняя масса корня, % Средняя масса стебля, %Средняя длина корня, % Средняя длина стебля, %120100******806040200Концентрация шлама, %**600550500450400350300250200150100500**********Концентрация шлама, %Рисунок 68 – Показатели развития вегетативных частей льна посевногоАнализируя результаты, приведенные на рисунке 68, в целом можно сказать, чтометаллургический шлам в субстрате подавлял развитее корневой системы растений(максимально при 10%), а также снижал прирост стебля.
Однако при этом, отмечено88существенное увеличение массы стебля во всех экспериментальных группах, наибольшийпоказатель зафиксирован при 10%.Развитие органов генеративной сферы для льна оценивалась по двум показателям:количество и масса коробочек (рис.
69).280Среднее количество коробочек, %Средняя масса коробочек, %*240200*160*12080*40*****0Концентрация шлама, %Рисунок 69 – Показатели развития органов генеративной сферы льна посевногоОценка развития органов генеративной сферы льна показала стимулирующеесвойство шлама при дозах выше 0,1%. Максимальное количество и масса коробочекнаблюдалось при концентрации 1% – 261,3% и 164,7% соответственно.
Минимальныезначения исследуемых показателей зафиксированы в варианте 0,01% (42 и 31 %)На рисунке 70 представлены образцы контрольных и экспериментальных растенийво время проведения исследования.89Контроль0,001%0,01%1%10%Рисунок 70 – Экспериментальные и контрольные образцы растений льнаТаким образом, можно сказать, что в большинстве случаев направленностьдействия шлама зависит от его концентрации в субстрате. Исключением стали энергияпрорастания, которая снижалась во всех экспериментальных вариантах.
Всхожесть женаоборот стимулировалась в группах 0,001; 1 и 10%. Для вегетативных органов отмеченоснижение длины и массы корня и длины стебля, в то же время масса стебля былазначительно больше у растений опытных групп. Развитие генеративных органов такжепоказало концентрационную зависимость: отмечено ингибирование при низких дозах истимуляция при высоких, максимум зафиксирован при 1% шлама в среде.3.2.2.3.2 Влияние металлургического шлама на биохимические показателирастений льнаИсследования влияния шлама металлургического производства на активностьферментов антиоксидантной защиты льна показали, что введение 0,001% шлама вкультивационную среду практически не повлияло на активность полифенолоксидазы.Увеличение концентрации шлама до 0,01% привело к значительному росту активности,причем наиболее активен фермент был при концентрации шлама 10% (рис.
71).90Единиц активности / 1 г.сухого веществаАктивность полифенолоксидазы*0.90.80.70.60.50.40.30.20.10***Концентрация шлама,%Рисунок 71 – Влияние шлама металлургического производства на активностьполифенолоксидазы льнаВ то же время активность каталазы льна росла уже при минимальной концентрациишлама (рис. 72). Повышение концентрации добавки до 10% привело к незначительномуснижению активности фермента.Единиц активности / 1 г.сухого веществаАктивность каталазы0.00180.0015****0.00120.00090.00060.00030Концентрация шлама, %Рисунок 72 – Влияние металлургического шлама на активность каталазы льнаМаксимальная активность пероксидазы была отмечена для растений контрольнойгруппы (рис.
73). Можно предположить, что внесение 0,001–0,1% шлама оказывалоблагоприятное влияние на метаболические процессы в растениях льна, связанные с91активностью данного фермента. При концентрации шлама 10% отмечен рост активностипероксидазы, хотя и ниже, чем у растений контрольной группы.ActЕдиниц активности / 1 г.сухого веществаАктивность прероксидазы0.00030.000250.0002*0.00015*0.0001***0.000050Концентрация шлама, %Рисунок 73 – Влияние металлургического шлама на активность пероксидазы льнаОднозначно четкой зависимости концентрации хлорофилла а, b и каротиноидов врастениях льна от процентной доли шлама в культивационной среде выявить не удалось.Однако, из рисунка 74 (а) следует, что компоненты шлама в концентрациях ниже 10%либо не оказывали влияния, либо немного стимулировали синтез пигментов (0,001; 0,1 и1%).
Это не противоречит результатам, представленным на рисунке 74 (б).Са, mg/l5Са+b/СcСc, mg/l3***3****42Сb, mg/l*****2***1100Концентрация шлама, %Концентрация шлама, %а)б)Рисунок 74 – Содержание хлорофилла а, b и каротиноидов (а); отношение Сa+b/Ск (б) врастениях льна92Полученныерезультатыпоказываютразнонаправленноедействиеметаллургического шлама. Так, например, при ингибировании процесса прорастаниясемян льна во всех опытных вариантах, отмечалось существенное повышение всхожестипри минимальной и максимальной дозе шлама. При подавлении развития корневойсистемы, особенно при высшей концентрации, происходило увеличение массы стебля,причем максимальные значения зафиксированы при той же дозе шлама (10%).
Приконцентрациях ниже 0,1% наблюдалось значительное уменьшение количества и массыкоробочек, однако, при дозах 1 и 10% количество и масса коробочек увеличилось в 1,5–2,5 раза.Исследование влияния шлама на активность ферментов антиоксидантной системыпоказало, существенное повышение полифенолоксидазы при концентрациях выше0,001%, что может быть связано с наличием меди в металлургическом шламе, т.к.полифенолоксидаза является медьсодержащим ферментом и при добавлении Cu2+происходит его активация.
Активность каталазы имеет максимальные значения при дозе0,001% и снижается до контрольных значений при увеличении содержания шлама до 10%.В случае пероксидазы, все показатели активности данного фермента в экспериментальныхгруппах были существенно ниже контрольных. Вероятно, с этим связан существенныйприрост стеблей у экспериментальных растений, т.к. отвечающий за рост гормон ауксинингибируется пероксидазой (Beamson, 1992; Binder, 2007; Strader, 2009).Таким образом, на выбранных по результатам лабораторного исследованиякультурах показано, что металлургический шлам является эффективным стимуляторомвегетативных и генеративных процессов для исследуемых растений. При этоммаксимальное развитие хозяйственно ценных признаков отмечено у свеклы приконцентрации 0,01% (более чем в 5 раз увеличение средней массы корня), у рапса при 0,1% шлама (в 1,5 раза увеличение средней массы семян, у льна при 1% (увеличениеколичества и массы коробочек более чем в 2,5 и 1,5 раза соответственно).Однозначных выводов о влиянии шлама на биохимические показатели растенийсделать не удалось т.к.
содержащиеся в шламе металлы, с одной стороны, являютсяважными микроэлементами, и в небольших количествах участвуют в нормальномфункционировании антиоксидантной и фотосинтетической систем, с другой стороны,избыток этих металлов вызывает стресс и активацию защитных систем растений(Emamverdianetal.,2015).Полученныерезультатысвидетельствуютовидоспецифичности концентрационных эффектов шлама.933.2.3 Результаты полевого исследования3.2.3.1 Условия экспериментаМесто проведения исследований – агробиостанция Социально–педагогическогоинститута ФГБОУ ВО «МичГАУ» (рис. 75).Рисунок 75 –Опытный участок3.2.3.2 Промежуточный учетСпустя месяц с момента посадки растений был проведён промежуточный учётпоказателей роста и фотосинтетической продуктивности (рис.
76 (а, б)).7060Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 за суткиСредняя высота растений, см6****505*4* ****40303* ** **22011000Рапс (НСР05 - 1.2) Свекла (НСР05 - 0.9) Лен (НСР05 - 1.3)Контроль0.5 т/га2 т/га4 т/гаРапс (НСР05 - 0.4) Свекла (НСР05 - 0.3) Лен (НСР05 - 0.5)Контрольа)0.5 т/га2 т/га4 т/габ)Рисунок 76 – Первый промежуточный учет (30 дней): показатели роста (а) ифотосинтетической продуктивности (б) (НСР05 – наименьшая существенная разность с95%–м уровнем вероятности)94Результаты первого промежуточного учета показали, что при норме внесения 0,5 и2 т/га интенсивность роста и чистая продуктивность фотосинтеза превышали контрольныезначения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
