Формирование модифицированных показателей растений и семян подсолнечника в результате предпосевной обработки

В статье приводятся данные результатов исследования влияния предпосевной обработки биологическими фунгицидами на комплекс биохимических, микробиологических и технологических показателей растений и семян подсолнечника нового урожая. Объектами исследования являлись семена ультраскороспелого сорта подсолнечника Р-453, выращенные на экспериментальных полях ВНИИМКа г. Краснодара.

Ключевые слова: подсолнечник, предпосевная обработка, биопрепараты, фитопатогенные микроорганизмы, фотосинтетические пигменты, масличность семян.

Антропогенная деятельностью человека, повлияло на качественный состав потребляемой пищи. С продуктами питания в организм человека поступает значительная часть химических и биологических веществ [1, c. 17].

Они попадают и накапливаются в пищевых продуктах двумя путями: по биологической цепи, обеспечивающей обмен веществ между живыми организмами, с одной стороны, и воздухом, водой и почвой — с другой, и по пищевой цепи, включающей все этапы сельскохозяйственного и промышленного производства продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также их хранение, упаковку и маркировку [2, c. 28, 3, с. 12]. В связи с этим обеспечение безопасности и качества продовольственного сырья и пищевых продуктов является одной из основных задач современного человеческого общества, определяющих здоровье населения и сохранение его генофонда [4, c. 34].

Фитосанитарная нестабильность агробиоценозов, а также ухудшение общей экологической ситуации в регионах России требуют новых подходов в развитии и использовании средств и способов защиты сельскохозяйственных культур [5, c. 23].

Предпосевное обеззараживание семян является наиболее целесообразным и эффективным способом защиты подсолнечника от внешней и внутренней инфекции, почвенных патогенов и вредителей, способствуя тем самым получению гарантированно высоких и качественных урожаев [6, с. 109].

Основными средствами защиты подсолнечника от микробиологической порчи являются химические фунгициды. Несмотря на ряд их преимуществ, они не соответствуют современным требованиям, предъявляемым к экологически чистой продукции с качественными показателями. Их альтернативой могут стать экологически безопасные биологические препараты. Кроме того, они дают возможность решения проблемы резистентности популяций фитопатогенов к химическим пестицидам. В связи с этим в ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии созданы на основе перспективных штаммов грибов-антагонистов рода Penicillium и бактериальных штаммов-антагонистов родов Bacillus и Pseudomonas экологически безопасные биопрепараты для предпосевной обработки семян подсолнечника [7, с. 262].

Но в не достаточной мере изучено влияние биоинкрустации семян подсолнечника препаратами на комплекс биохимических, микробиологических и технологических показателей семян и растений подсолнечника.

В связи с этим было выполнено комплексное исследование, на основании результатов которого обосновано новое положение для получения семян подсолнечника в качестве масличного сырья с модифицированными свойствами, отличающихся более ранним созреванием, более высокой масличностью, низким показателем кислотного числа и активностью ферментного комплекса, повышенной термостойкостью и отсутствием фитопатогенной микрофлоры, предложена усовершенствованная экологически чистая технология послеуборочного дозревания и хранения семян подсолнечника с применением биопрепаратов [8, с. 266, 9, с.33].

Накопление в почве фитопатогенных микроорганизмов приводит к усилению микробного токсикоза почвы. Это важный фактор, который необходимо учитывать в исследовании, так как он оказывает угнетающее влияние на развитие растений. А так как от стабильности и динамичности протекания начальных этапов прорастания семян и роста проростков зависит количество и качество воспроизводимых растений, их адаптогенные свойства, нам представлялось важным оценить в лабораторных условиях влияние композиций на основе биопрепаратов, а также фактор микробного токсикоза почвы на формирование морфобиологических характеристик проростков семян подсолнечника сорта Р-453. По литературным данным, биопрепараты оказывают ростостимулирующее действие, в связи с этим целесообразно оценить их влияние на формирование массы проростка [10, c. 108].

Установлено активирующее влияние исследованных биопрепаратов на развитие семян подсолнечника, включая рост проростков и полевую всхожесть семян с долей влияния 70–85 %. Обработка семян подсолнечника биопрепаратами sgrc — 1, fa 4–1, бациллин, d 7–1, фуникулозум, способствовала формированию более высоких показателей морфобиологических характеристик, с долей влияния фактора «вариант обработки» для длины листа 6,80 %, для длины проростка 9,48 %, для длины корневой системы 7,70 %, для массы проростка 9,40 %.

Предпосевная обработка способствовала формированию и развитию полезной аборигенной микофлоры. В микромицетном комплексе ризосферы растений подсолнечника не были обнаружены фитопатогенные микроорганизмы. В контрольном же варианте и в почве встречались фитопатогенные микроорганизмы представители родов Phomopsis, Fusauium, Verticillium [11, с. 43, 65].

Не обнаружено влияние микробного токсикоза окультуренной почвы на морфобиологические характеристики проростков инкрустированных семян подсолнечника [12, с. 967].

Впервые количественно оценено усиление фотосинтетических процессов в листовом аппарате подсолнечника при развитии растений в полевых условиях под влиянием предпосевного инкрустирования семян биопрепаратами. Установлено достоверное повышение содержания хлорофилла «а» на 23,2–39,6 %, хлорофилла «b» на 63,8–76,6 %, суммы каротиноидов на 24,2–45,5 % в листьях подсолнечника сорта Р-453 на стадиях бутонизации и цветения относительно контрольного варианта. Применение препаратов инкрустации привело к смещению максимума содержания хлорофиллов «а» и «b», а также суммы каротиноидов на более ранние стадии созревания по сравнению с контролем, что коррелирует с увеличением урожайности подсолнечника и посевными качествами нового урожая. Наибольший прирост содержания комплекса фотосинтетических пигментов в листьях подсолнечника выявлен при обработке семян биопрепаратом sgrc-1 [2, с.32, 13, с. 14].

Экспериментально установлено достоверное влияние микробиологических инкрустаторов на урожайность семян подсолнечника. Наиболее эффективным является препарат фуникулозум на основе штамма Penicillium funiculosum. Величина сохраненного урожая от применения биопрепаратов составляет 0,1–0,4 т/га.

Инкрустирование семян подсолнечника биопрепаратами способствовало формированию эпифитной, семенной микофлоры. В семенах нового урожая практически отсутствовали представители рода Fusarium, и Aspergillus, являющихся продуцентами токсических веществ.

Установлено, что из девяти изученных биопрепаратов наибольшее влияние на процессы накопления запасных липидов в семенах оказывают фуникулозум и sgrc–1. Под их действием активная фаза фотосинтеза достигается на 5–7 дней раньше, а к моменту достижения уборочной спелости масличность обработанных семян составляет 51 –52 %, что на 3–4 % выше, чем у необработанных.

На основании выполненных исследований обосновано представление о масличном сырье с новыми специфическими свойствами, отличающихся более ранним созреванием, более высокой масличностью к уборочной спелости на 3–4 %, меньшей долей содержания свободных жирных кислот в масле семян на уровне 0,84–1,01 % против 1,53 %, повышенной массовой долей содержания более 57 % в триацилглицеринах линолевой кислоты против 54 %, повышенной термостойкостью свежеубранных семян, а также отсутствием или незначительным содержанием фитопатогенных микромицетов [2, с. 108, 5, с. 23, 24].

Опытно-промышленная апробация предпосевной обработки биопрепаратами семян подсолнечника подтвердила её эффективность. Экономический эффект от внедрения результатов исследований, обусловленного большим выходом масла из семян и более высоким его качеством, составил при переработке 100 тонн семян нового урожая, обработанных перед посевом биопрепаратами: Sgrc-1 19,26 тыс. руб. и фуникулозумом — 67,56 тыс. руб.

Литература:

1. Очередько, Н. С. Эффективность защиты семян подсолнечника препаратами различного происхождения / Н. С. Очередько, М. Д. Назарько, А. А. Гречкин // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2008. — № 1. — с. 16–18.
2. Смирнова, Н. С. Биологическая обработка и её влияние на качество семян подсолнечника. /Н. С. Смирнова — Саарбрюккен: Palmarium Academic Pudlishing, 2015. — 121 с.
3. Варивода, А. А. Особенности технологии подготовки рапсового масла к рафинации / А. А. Варивода, В. И. Мартовщук, Л. Н. Большакова, Е. Н. Большакова, А. А. Заболотний// Масложировая промышленность. 2005. № 4. с. 12–13.
4. Смирнова, Н. С. Влияние динамики фотосинтетических пигментов при созревании подсолнечника, обработанного биопрепаратами перед посевом, на величину урожая и масличность семян / Н. С. Смирнова, В. Г. Щербаков, В. Г. Лобанов, М. Д. Назарько, Л. В. Маслиенко // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2008. — № 5–6. — с. 33–35.
5. Смирнова, Н. С. Экспериментальное обоснование технологии послеуборочного дозревания и хранения семян подсолнечника с применением биопрепаратов / Н. С. Смирнова, В. Г. Щербаков, М. Д. Назарько // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2011. — № 2–3 (320–321). — с. 22–24.
6. Назарько, М. Д. Влияние микотоксинов на качество семян подсолнечника / М. Д. Назарько, Н. С. Очередько // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2006. — № 2–3. — с. 109–110.
7. Смирнова, Н. С. Предпосевная биообработка и её влияние на формирование проростков семян подсолнечника / Н. С. Смирнова // Молодой ученый. — 2015. — № 4 (84). — С. 261–264.
8. Смирнова, Н. С. Обоснование выбора варианта предпосевной обработки семян подсолнечника биопрепаратами / Н. С. Смирнова // Молодой ученый. — 2015. — № 4 (84). — С. 264–267.
9. Очередько, Н. С. Сравнительный анализ способов обработки семян подсолнечника против основных вредителей и болезней / Н. С. Очередько, М. Д. Назарько // Фундаментальные исследования. — 2006. — № 8. — с. 33–34.
10. Назарько, М. Д. Анализ возможных путей повреждения семян подсолнечника токсиногенными штаммами микромицетов и условия образования микотоксинов / М. Д. Назарько, В. Г. Лобанов, Н. С. Очередько // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2006. — № 2–3. — с. 108–109.
11. Смирнова, Н. С. Прогнозирование влияния современных средств защиты микробиологической природы на комплекс биохимических, микробиологических и технологических показателей растений и семян подсолнечника: монография Н. С. Смирнова. — Краснодар: КубГАУ, 2009. — 93 с.
12. Смирнова, Н. С. Современные методы обработки рапсовых масел / Н. С. Смирнова, А. А. Варивода // Научное обеспечение агропромышленного комплекса Сборник статей по материалам IX Всероссийской конференции молодых ученых. Ответственный за выпуск: А. Г. Кощаев. 2016. с. 966–967.
13. Варивода, А. А. Технология функциональных продуктов: Учебное пособие. / А.А Варивода, Г. П. Овчарова. — Саарбрюккен: Palmarium Academic Pudlishing, 2013. — 60с.