Статья: Некоторые физиолого-биохимические особенности сортов сои при интенсивной технологии возделывания

d - толщина слоя жидкости в см (толщина кюветы);

t - время в сек.;

б - отношение количества жидкости, взятой для приготовления вытяжки в мл, к массе навески в г;

в - степень дополнительного разведения вытяжки;

г - степень постоянного разведения вытяжки в реакционной смеси.

Результаты показывают изменение оптической плотности за 1 сек на 1 г сырой массы. Активность фермента выражали в усл. ед.

Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли на основе реакции взаимодействия этого соединения с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) [10]. Для этого 1 г растительного материала растирали в 10 мл 0,35М NaCl и 1 мл трисHCl буфере. К 3 мл вытяжки из центрифугата добавляли 2 мл 0,5% ТБК в 20% ТХУ. Пробирки помещали в кипящую водяную баню на 30 мин. После охлаждения пробы фильтровали и фильтрат спектрофотометрировали при 532 нм. Расчет проводили с использованием молярного коэффицента экстинции (1,56 • 10-5 М-1·см-1). Содержание МДА выражали в мкМ / г сырой массы.

Массу надземной части растений и корневой системы определяли путем взвешивания на аналитических весах (Sartorius CP 64). Линейные параметры (высота побегов, длина корней) определяли с помощью линейки.

Биохимические показатели потребительских качеств семян (количество протеина, масличность, влажность) определяли на приборе марки Infratec 1241 швейцарской фирмы FOSS.

Дисперсионный и корреляционный анализы экспериментальных данных проводили в соответствии с Б.А. Доспеховым на ПК с помощью программ EXEL [11].

Результаты и обсуждение

Особенности возделывания каждого сорта сои и некоторые результаты исследований, связанные с технологией, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Особенности технологий возделывания сортов сои в ООО «Дубовицкое» и их результативность (2018 г.)

Установлено, что поля, идущие под посев сои, имеют повышенную кислотность: от рН 4,3 до рН 5,3. Это не способствует образованию клубеньков на корнях, повышению урожайности.

Относительно высока зараженность посевного материала патогенами: семена сорта Зуша имеют 10%-ную зараженность (в том числе аскохитозом - 3%, плесневыми грибами - 5%), что привело к снижению всхожести до 87%. Семена сорта Свапа имели общее заражение 16%, в том числе аскохитозом - 5%, альтерниариозом - 4%. Семена сорта Мезенка ПР-2 имели зараженность 12%, в том числе альтернариозом - 7%. Поэтому комплексное использование протравителей семян было оправдано. Семена сорта Ланцетная имели зараженность альтернариозом только 1%.

Применение гербицидов против сорных растений было эффективным, учитывая достаточно низкую начальную засоренность посевов, оставшиеся живыми сорные растения не были конкурентными для культуры.

Проявление вредоносности болезней и вредителей было на низком уровне, с учетом использования фунгицидных и инсектицидного протравителей семян, а также своевременного применения инсектицида и фунгицида при вегетации, и существенно не повлияло на урожайность и качество зерна.

Можно предположить, что заметное влияние (в том числе стрессовое) на развитие растений сои оказали погодные условия, особенно малое количество осадков в мае - 22,8 мм (минус 28,2 к среднемноголетнему показателю), в июне - всего 9,4 мм (минус 63,6 к среднемноголетнему показателю), в июле осадков выпало больше - 57,2 мм, но меньше по сравнению со среднемноголетним показателем на 23,8 мм. Температура воздуха в мае составляла 17,40С, что выше среднемноголетнего показателя на 4,10С, в июне примерно соответствовала среднемноголетнему показателю, а в июле-августе была выше на 4-3,1 0С.

На фоне представленной технологии возделывания сортов и результативности применяемых препаратов получены следующие результаты биохимических исследований растений и зерна сои.

При отсутствии изменений активности пероксидазы у сорта Ланцетная в фазу 1-й тройчатый лист произошло 30% увеличение процессов перекисного окисления мембранных липидов за счет усиления на 12% метаболических процессов, о чём свидетельствуют, в частности, ростовые показатели (табл. 2).

Таблица 2. Физиолого-биохимические показатели растений сои при возделывании по интенсивной технологии (2018, ООО «Дубовицкое», Орловская область)

Известно, что в молодых и интенсивно делящихся тканях всегда существует повышенное количество АФК. В фазу бутонизации наблюдается значительное усиление активности пероксидазы (на 62%), при этом уровень процессов ПОЛ уменьшился на 20%, ростовые процессы были на уровне контроля. В фазу налива семян усиливаются ростовые показатели, содержание малонового диальдегида (МДА) уменьшается на 24%, при этом наблюдается высокая активность пероксидазы. Возможно, увеличение МДА в опытном варианте связано не с наличием стресс-фактора, а с усилением интенсивности физиолого-биохимических процессов: дыхания, фотосинтеза, роста (табл. 3).

Таблица 3. Показатели роста растений сои при возделывании по интенсивной технологии (2018, ООО «Дубовицкое», Орловская область)

У сорта Мезенка на 26% снижена активность пероксидазы в фазу 1-ого тройчатого листа при неизменном уровне МДА, отмечалось снижение ростовых показателей. В фазу бутонизации произошло усиление ростовых показателей, что не привело к усилению процессов липопероксидации, возможно, связанных с высокой активностью ферментов, утилизирующих перекись водорода (в 2,3 раза выше контроля). На фоне третьей обработки, включающей фунгицид, отмечено снижение активности МДА на 37% и увеличение активности пероксидазы на 13%, по сравнению с контролем.

У сорта Свапа во время первого физиолого-биохимического исследования на фоне увеличения ростовых показателей на 28% возросла активность пероксидазы при отсутствии достоверных изменений в содержании МДА. Во время фазы бутонизации обнаружено не только 22% снижение интенсивности утилизации перекиси, но и более низкое содержание малонового диальдегида. Во время анализа (03.08.2018 г.) активность фермента в опыте на 34% ниже контроля, а уровень МДА - на 46%. В условиях действия стрессовых факторов растения, как правило, характеризуются нарушением водного режима и интенсификацией окислительных процессов.

При незначительном снижении свободно-радикальных процессов, в частности, перекисного окисления мембранных липидов у сорта Зуша, отмечено 27%-ное увеличение активности пероксидазы по сравнению с контролем. В последующие дни биохимических анализов после обработок сохраняется тенденция к увеличению активности пероксидазы и уменьшению МДА. Возможно, это связано со специфичностью данного сорта в ответ на обработки.

Таким образом, неоднозначный ответ окислительно-восстановительных процессов у сортов сои может быть связан как с наличием экстремально засушливых погодных условий весны-начала лета 2018 года, так и индивидуальной чувствительностью к обработкам, различным физиолого-биохимическим состоянием до обработок, неодинаковым уровнем инфекционной нагрузки.

Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои показали в 2018 году незначительное увеличение содержания протеина у сортов Ланцетная, Мезенка, Свапа по сравнению с семенами 2017 года, кроме сорта Зуша (11%) (табл. 4, 5).

Влажность семян варьировала в пределах 8-10 %, что несколько ниже прошлого года выращивания. Масличность данных сортов ниже контрольных образцов; у сортов Ланцетная, Мезенка, Свапа ниже урожая 2017 года на 2,9-4,2 %.

Таблица 4. Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои (урожай 2017 года)

Таблица 5. Результаты биохимического анализа потребительских качеств семян сои (урожай 2018 года)

Выводы