Изучение влияния предпосевной обработки фунгицидами биологической и химической природы на гидролитические процессы в семенах подсолнечника нового урожая

В статье приводятся данные результатов исследования влияния предпосевной обработки биологическими и химическими фунгицидами на активность гидролитических процессов в семенах 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, кислотное число, липолитические ферменты, протеолетические ферменты

Подсолнечник, как и другие сельскохозяйственные культуры, поражается многочисленными грибными, бактериальными и вирусными болезнями, которые являются одной из причин значительных потерь урожая, при этом резко ухудшается качество семян и содержащееся в них масло.

Решением проблемы является предпосевная обработка семян подсолнечника протравителями различной природы. Химический метод, бесспорно, продолжает оставаться важнейшим средством оперативного сдерживания патогенов, однако, уже в настоящее время возможно эффективное использование активных штаммов, правильно подобранных к конкретным условиям определенного хозяйства в качестве биологических средств защиты растений, являющихся дополнением, а иногда и альтернативой химическим средствам. Предпосылкой этому является проблема загрязнения окружающей среды в результате применения пестицидов [1, с. 17, 2, с. 108]. Влияние эффекта биопрепаратов на качество семенного материала практически не известно. Поэтому представлялось важным провести сравнительный анализ результатов влияния различных вариантов предпосевного инкрустирования (химической и биологической природы) на показатели, характеризующие гидролитические процессы в семенах подсолнечника.

Кислотное число масла является важным признаком качества семян подсолнечника, и находится в прямой зависимости от активности гидролитического фермента липазы, вызывающего расщепление молекул триацилглицеролов с образованием свободных жирных кислот [3, с.12]. Кислотное число масла является стандартизированным показателем качества масличного сырья. Масло с кислотным числом до 1,5 мг KOH/г относится к высшему классу, от 1,5 до 4 – к первому, от 4 до 6 – ко второму и более 6 относится к техническому маслу. Пищевое масло с относительно высоким кислотным числом обладает неудовлетворительными органолептическими свойствами, а при хранении и нагревании быстрее окисляется, поэтому его подвергают щелочной рафинации. Однако такое технологическое снижение кислотного числа на 1 мг KOH/г сопровождается потерей около 1% масла [4, с.22].

Доказано, также, что поражение семян растительноядными клопами  и микофлорой [5, с. 14] приводит к сильному возрастанию КЧ масла за счет действия липолитических ферментов патогенов [6, с. 702]. Очевидно, что величина КЧ масла в семенах одновременно определяется действием как собственной липазы семени, так и липолитических ферментов патогенов.

Активность и характер действия липаз имеют важное значение в процессе хранения масличных семян. При повышении влажности семян и температуры их хранения, липазы быстро расщепляют запасные липиды, повышая тем самым их кислотное число, что приводит к снижению качества семян. Поэтому чем ниже активность липазы, тем лучше сохраняется качество семян подсолнечника. Аналогичные выводы можно сделать  и по протеолитическим ферментам, поскольку высокая активность протеаз сопровождается накоплением свободного аммиака, ингибирующего процесс дыхания [6, с. 755].

Целью данного исследования было изучение варьирования кислотного числа масла, активности липаз и суммарных протеиназ в семенах подсолнечника, обработанных перед посевом средствами защиты химического и микробиологического происхождения.

Исследования проводили на семенах ультраскороспелого, высокопродуктивного подсолнечника сорта Р-453, неустойчивого к болезням. Обработку семян вели за день перед посевом по трем вариантам: биопрепаратом грибного происхождения – фуникулозум, биопрепаратом бактериального происхождения – Sgrc-1, и химическим фунгицидом – винцит. Контрольный вариант – семена без обработки перед посевом.

Обработанные семена высевали на опытном поле ВНИИМК и после созревания получали семена для анализа.

Кислотное число масла оценивали по степени гидролиза, активность липаз – титриметрически с использованием 0,2 М раствора КОН в течение 24 часов, суммарную активность протеолитических ферментов по методу Ансена.

Результаты экспериментов по изучению влияния современных средств защиты на гидролитические процессы в семенах подсолнечника приведены в таблице 1.

Таблица 1 ‑ Влияние средств защиты на гидролитические ферменты в семенах подсолнечника

Согласно полученным данным (таблица 1) применение фунгицидов химического и микробиологического происхождения приводит к снижению активности гидролитических ферментов семян, что положительно сказывается на сохранении исходного качества масличного сырья. У семян подсолнечника, которые не были обработаны средствами защиты (контрольный вариант), кислотное число было выше на 17,2 – 22,4%; активность кислой липазы в этом же варианте выше на 43 – 48%;  активность щелочной липазы – на 18%; активность протеолитических ферментов  – на 53%.

Оценка влияния различных «вариантов обработки» на гидролитические процессы в семенах подсолнечника была выполнена с использованием однофакторного дисперсионного анализа (таблица 2).

Таблица 2 ‑ Однофакторный дисперсионный анализ активности гидролитических процессов при разных вариантах обработки семян

Дисперсионный анализ показал, что «вариант обработки» влияет на активность всех изучаемых процессов. При этом выявлена чрезвычайно высокая доля факторной изменчивости в общей. Во всех случаях она превышала 95%. Однако, данный результат не может однозначно быть объяснен влиянием фактора "вариант обработки". Скорее причина заключается в низкой внутригрупповой изменчивости, которую создает экспериментальная оценка трех проб. Действительно, в этом случае различия между измерениями не могут быть значительными. В данном случае важен сам факт выявления межгрупповых различий, а не их доля. Характер установленных различий отражают таблицы 3 – 6, где приведены результаты сравнения средних по градациям факторов.

Таблица 3 ‑ Множественный ранговый тест сравнения кислотного числа масла

Таблица 4 ‑ Множественный ранговый тест сравнения влияния вариантов обработки на активность кислой липазы

Таблица 5 ‑ Множественный ранговый тест сравнения влияния вариантов обработки на активность щелочной липазы

Таблица 6 ‑ Множественный ранговый тест сравнения влияния вариантов обработки на активность протеолитических ферментов

Таким образом, в результате проведенного исследования выявлено, что контроль во всех случаях показал максимальные, статистически достоверно отличающиеся значения. Минимальные статистически достоверные значения кислотного числа, активности кислой и щелочной липазы были у семян, обработанных биопрепаратом на основе грибного штамма фуникулозумом, минимальная активность протеолитических ферментов была выявлена при обработке семян бактериальным препаратам на основе sgrc – 1. Это означает, что обработка семян подсолнечника перед посевом биологическими препаратами, в качестве средств защиты, снижает активность гидролитических процессов, что положительно влияет на качество липидов и белков в семенах. 

Из вышеизложенного можно ещё раз подчеркнуть целесообразность использования в качестве средств защиты именно препаратов микробиологической природы, которые повышают не только количество, но и качество полученного урожая. При этом, являясь компонентом биоценоза, способствуют увеличению количества полезной микрофлоры в почве и как следствие, восстановлению почвенного равновесия.

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.                      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.

3.                      Варивода А.А. Особенности технологии подготовки рапсового масла к рафинации. /Варивода А. А., Мартовщук В.И., Большакова Л.Н., Большакова Е.Н., Заболотний А.В. // Масложировая промышленность. № 4. ‑ 2005. ‑ С. 12.

4.                      Варивода А.А. Частная технология рафинации рапсовых масел. / Варивода А.А. – Саарбрюккен: Palmarium Academic Pudlishing, 2012. – 165 с.

5.                      Пивень В.Т. Влияние повреждения семян подсолнечника растительноядными клопами на качество масла// Масложировая промышленность, 1975. – №6. – С.13-15.

6.                     Руководство по методам исследования, техническому контролю и учету производства в масложировой промышленности. Т.1, кн. 1,2 / под ред. В.П. Ржехина и А.Г. Сергеева. – Л., 1967. – 1054с.