WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Воронина Людмила Петровна

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ КОМПЛЕКСА АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ В АГРОЦЕНОЗЕ

06.01.04 – агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва -2008

Работа выполнена на кафедре агрохимии факультета Почвоведения Московского Государственного университета им. М.В.Ломоносова

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Академик РАСХН Минеев Василий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Семёнов Вячеслав Михайлович доктор биологических наук, профессор Ниловская Нина Тихоновна доктор биологических наук, профессор Новиков Николай Николаевич

Ведущая организация:НИИСХ Центральных районов нечерноземной зоны

Защита диссертации состоится _25__ ноября 2008 года в 15.30 в аудитории М-2 на заседании Диссертационного совета Д 501.002.13 при МГУ им. М.В.Ломоносова Адрес: 119899 Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ им.

М.В.Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый Совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан __ октября 2008 года Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании Диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах просим направлять по вышеуказанному адресу.

Ученый секретарь д.б.н., профессор Г.М.Зенова Диссертационного совета

Общая характеристика работы



Актуальность темы. Агрохимические препараты – минеральные удобрения (NPK) и химические средства защиты растений (ХСЗР), предназначенные для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур, выполняют определённые функции в сложных природных системах, которыми являются агроценозы. Часто внесение этих химических компонентов порождает новые проблемы в биоценозах почвы, которые в свою очередь снижают продуктивность с/х производства.

В последнее время множество исследований посвящено еще одному классу агрохимических средств – регуляторам роста растений (РРР). Эти биопрепараты – действующим веществом (д.в.) многих являются биологически активные вещества (БАВ) – выполняют трофические и экологические функции в агроценозе, влияют на интенсивность протекания физиологических процессов и поддерживают гомеостаз в растении. Способ, доза и срок их использования обусловлены их физиолого-биохимическими свойствами, которые не до конца изучены. Эффективность их действия зависит от многих факторов: климата, почвы, избытка или недостатка отдельных биофильных элементов, присутствия ксенобиотиков и др. Влияние на растение многих из них весьма специфично, а функциональная протекторная особенность может быть связана как со стимулирующим, так и ингибирующим их эффектом. Экзогенно используемые РРР в малых количествах могут существенно влиять на рост и развитие растений, адаптируя их реакцию к условиям окружающей среды.

Некоторые из БАВ, являясь регуляторами роста и развития растений, контролируют и поступление питательных веществ из почвы в растение, а также отвечают за перераспределение их в органах растения и сопряжены с почвенной биотой. В целом для агроценоза, как и для экосистемы, важна и ещё не выяснена мембранная и барьерная роль почвы и фитомассы в процессах массопереноса (биофилов и биоцидов) в системе почва - растение. Значимая роль фитогормонов, которые являются БАВ, в этих процессах установлена.

Экзогенное применение фитогормональных препаратов влияет не только на эндогенный гормональный статус растения [Пузина и др., 1995; 2000], но, зачастую, изменяет и химический состав растения [Максимов, 1989; Сивцова и др., 1991]. Таким образом, при одних и тех же условиях РРР способны существенно изменять метаболизм растений. Это их свойство может быть использовано для корректировки как раздельного, так и совокупного действия NPK и ХСЗР.

Основываясь на физиолого-биохимической характеристике действия хлорхолинхлорида (ССС), как ингибитора синтеза эндогенных гиббереллинов (ГА3), стимулятора эндогенного синтеза ауксинов, проведены исследования его протекторных свойств в системе почва - растение. Этот факт исследован с помощью разработанного нами системного методического подхода в многолетних полевых опытах с учетом используемых удобрений и ХСЗР.

Также с целью оптимизации экологии агроценоза обосновано применение стероидного фитогормона, 24-эпибрассинолида (ЭБ), играющего важную роль в жизненном цикле растений. Особый интерес настоящих исследований заключается в изучении экологических и агрохимических особенностей действия ЭБ в системе почва - растение.

Работы в области изучения стероидных фитогормонов [Хрипач и др., 1995; 1999; Mitchell et al., 1970; Grove et al., 1979; Gregory et al., 1982; Mandava, 1988; Li et al., 1996; Szekeres et al., 1996; Clouse, 2002] широко развиваются в разных странах, являются тематикой многих научных проектов. Характерная черта этих исследований – кооперация ученых разных специальностей. Наряду с научными изысканиями расширяется спектр практического использования брассиностероидов (БС). К числу основных научных исследований в области биологии относятся исследования механизма действия БС [Fujioka, Yokota, 2003], их физиологической роли в растении [Sakurai, Fujioka, 1993; Clouse et al., 1996], рецепции [Кулаева и др., 1989; Takematsu et al., 1982; Mandava, 1988], ингибированию [Nagata et al., 2000], белково-нуклеиновому, углеводному обмену и активности ферментов [Деева и др., 2001, 2007], морфогенезу [Ефимова, 2006; Chory et al., 1989; Li et al., 2003], влиянию на состояние плазматических мембран и участию БС в фотоморфогенезе [Каранчук и др., 1998; Edit Abraham et al., 2003], взаимодействию с другими фитогормонами [Mandava et al., 1981; Mandava, 1988], и др. Эти и многие полевые и вегетационные результаты исследований [Прусакова и др.,1995; Пироговская и др.,2001; Ниловская и др., 2001] послужили основой их практического применения. Пока реакция растений, индуцированных ЭБ, далека от полного понимания и не всегда ведёт к устойчивому ответу. Необходимы детальные исследования процессов адаптации и механизмов детоксикации, связанных с использованием ЭБ в условиях изменяющихся факторов внешней среды (почва, климат, антропогенные факторы).

Выполненные исследования направлены на изучение действия 24эпибрассинолида с учетом использования минеральных удобрений. В зависимости от внешних условий дозы вносимых минеральных удобрений не всегда обеспечивают оптимум питательных элементов для развития растений, а роль экзогенного использования фитогормона, возможно, способствует в этом случае быстрой их адаптации. Для экзогенного использования ЭБ остаётся актуальным оценить его эффективность в зависимости от способов применения (концентраций, фаз онтогенеза, совместного использования с фитогормоном ГА3).

Актуальным является изучение протекторных особенностей ЭБ в агроценозе, касающееся поступления радионуклидов и тяжелых металлов (ТМ) в растения [Деева и др., 1988; Ульяненко и др., 2004]. Многие из существующих результатов противоречивы и нуждаются в дополнительных экспериментальных данных. Для понимания и подтверждения протекторных механизмов действия ЭБ [Шакирова, 2001] требуются дополнительные экспериментальные данные, что приведёт не только к развитию его теоретических аспектов, но и повысит эффективность практического использования. С целью интерпретации материалов, полученных по действию ЭБ, в случае полиметаллического загрязнения агроценоза ТМ целесообразным представлялось оценить его протекторные особенности и по отношению к отдельным элементам (Zn, Cd). Причем цинку в работе уделено особое внимание как важному биотическому элементу, а также возможному негативному его действию на растения и биоту почвы при высоких концентрациях в агроценозе. Фактором антропогенного воздействия может выступать и агрохимический приём внесения минеральных удобрений, что может привести (особенно в периоды нестабильности абиотических факторов) к несбалансированности (дефициту или избытку) питания.

Изучение воздействия на агроценозы активных факторов, которыми являются РРР, требует новых системных методологий. Поэтому для проведения настоящих исследований необходимо совершенствование методов исследований, среди которых все возрастающую роль приобретают биотесты.

Использование биотестов в комплексе с физико-химическими исследованиями позволяют с большей вероятностью прогнозировать последствия внесения агрохимических средств. Но для применения биотестирования необходимо разработать методики и оценить на модельных системах эффективность их применения.

Цель работы: изучение экологических функций комплекса биорегуляторов и агрохимических средств в агроценозе.

В задачи исследований входило:

• рассмотрение экологической концепции комплекса агрохимических средств (удобрений и регуляторов роста растений);

• изучение роли биорегуляторов как фактора адаптации к изменяющимся условиям внешней среды в процессе онтогенеза растений;

• изучение особенности защитного действия ретарданта хлорхолинхлорида при использовании химических средств защиты растений с учетом используемых систем удобрений в агроценозе;

• изучение особенностей действия фитогормонов ЭБ, ГА3 и их совместного использования при разных уровнях обеспеченности почвы NPK (дефицит, избыток и дисбаланс);

• оценка роли экзогенного действия ЭБ (и его совмещения с ГА3) в повышении устойчивости растений к недостатку и избытку цинка (Zn) в агроценозе с учетом фактора – уровня обеспеченности почвы основными элементами минерального питания (NPK);

• изучение протекторного действия ЭБ в зависимости от поллютантов (полиметаллическое загрязнение тяжелыми металлами), загрязнение кадмием (Cd);

• изучение адаптогенного действия ЭБ на растения в условиях низких температур;

• оценка эффективности способов применения ЭБ (сроки применения, способы обработки семян и растений, совместимость с другими биостимуляторами);

• разработка методологии экологического подхода для оценки суммарного состояния агроценоза: системные исследования с развитием комплекса методов биотестирования для комплексной характеристики действия используемых агрохимических средств;

• усовершенствование (модификация методики и автоматизация выполнения) методов биотестирования с целью определения активности и специфичности действия БАВ.

Защищаемые положения:

Устойчивость агроценоза в условиях изменяющихся экологических факторов во многом продиктована компенсирующим действием в нём биопрепаратов (24-эпибрассинолид, хлорхолинхлорид) в комплексе с агрохимическими средствами, функционирующими в системе почва – растение.

Важная экологическая роль экзогенного использования фитогормона ЭБ проявляется в усилении адаптации растений к поллютантам, низким положительным температурам и обусловлена регулированием связи с обеспеченностью почвы питательными макро - и микроэлементами (NPK и Zn) в агроценозе.

Системн подход и комплексная оценка с привлечением биотестирования позволяет установить протекторные особенности действия РРР (в частности ССС) при использовании ХСЗР в агроценозе.

Научная новизна:

• Разработан комплексный метод для суммарной экологической оценки агроценоза, позволяющий учитывать совокупное действие как негативных факторов, ингибирующих биологические процессы в системе почва - растение, так и позитивных, стимулирующих защитные эффекты.

• Установлен характер связи протекторной роли ССС с учетом уровня плодородия почв, созданного органо-минеральной и минеральной системами. На примере исследований защитных особенностей действия ССС в связи с последствиями токсического действия химических средств защиты растений (ХСЗР) установлена системная экологическая роль РРР в агроценозе.

• Экзогенное использование ЭБ с учетом внесения в почву минеральных удобрений позволяет характеризовать этот фитогормон как регулирующий адаптацию растений в условиях изменения физиологически востребованного оптимума по основным элементам питания.

• Выполненная оценка экзогенного использования ЭБ с учетом внесения в почву разных доз цинкового удобрения подтвердила выше изложенный тезис. Экзогенное использование ЭБ в процессе вегетации повышает адаптацию растений к дефициту или избытку цинка.

• Установленное адаптогенное действие ЭБ к низким температурам (на примере реакции ячменя) демонстрирует его динамичность ответа к факторам внешней среды.

• Впервые установлены протекторные особенности действия ЭБ при загрязнении агроэкосистемы ТМ.

• В экспериментах обоснован механизм защитного действия ЭБ, связанный как с фотосинтезирующей системой (в случае загрязнения Cd), так и с изменением проницаемости в мембранном комплексе (в случае действия низких температур).

• Выполненная унификация методики суммарной экологической оценки агроценоза биотестированием позволяет оценить токсичность, вызванную влиянием негативных факторов и стимуляцию, которая характеризует буферность и адаптацию системы почва - растение.

Прикладное значение результатов работы Экзогенное действие фитогормона ЭБ позволяет повысить эффективность используемых удобрений, усиливая устойчивость роста и развития растений к нарушениям в обеспеченности почвы элементами питания, которые могут быть вызваны антропогенными, климатическими и экологическими причинами.

Урожай и его качество на современном этапе можно рассматривать в целом как процесс минерального питания растений и регулирования с применением БАВ запуска «Защитных экологических программ».

Новые физиологические аспекты действия ССС позволят осуществлять обработки ХСЗР с менее опасным их последствием не только для растений, но и для объектов окружающей среды. Определение экологических особенностей действия ССС диктует расширение сферы его использования. Экзогенное использования ССС совместно с ХСЗР повышает качество сельскохозяйственной продукции.

Успешность исследований цинковых удобрений и способов регуляции их транслокации с помощью ЭБ позволяет разработать агрохимические приёмы по эффективности использования цинка, что ведёт к повышению урожайности и увеличению содержания микроэлемента в культурных растениях.

В случае загрязнения почв высокими концентрациями цинка (Zn) возможно прибегать к использованию ЭБ для разработки технологических мероприятий по фитоэкстракции этого элемента. В случае загрязнения почв кадмием (Cd) применение ЭБ повышает качество растительной продукции и снижает концентрацию ТМ в растительном материале.

Криопротекторное влияние ЭБ на мембраны позволяет использовать его для смягчения влияния холодового стресса, если обрабатывать растения до или после снижения температуры окружающей среды.

Не только результаты по изучению функционального действия ЭБ, но и характеристики, полученные по способам его применения (сроки, дозы, сочетаемость с ГА3) расширяют диапазон его практического использования.

Унифицирование методики биотестирования с учетом её автоматизации позволяет оперативно вести экологический контроль в агроценозе. Система по биотестированию может быть использована для определения активной концентрации БАВ с целью практического их применения.

Апробация результатов диссертации Основные положения диссертационной работы были представлены в виде устного сообщения на Ломоносовских чтениях (МГУ, 2005) на Всесоюзной научной конференции «Биология почв антропогенных ландшафтов» (Днепропетровск, 1991), научно-практической конференции «Основные направления получения экологически чистой продукции» (Горки, 1992), конференции «Экотехнология-96» (Иркутск, 1996), международной конференции "Гуминовые вещества в биосфере" (Москва, 2003), международном экологическом форуме "Сохраним планету Земля" (СПетербург, 2004), II-Московском международном конгрессе «Биотехнология:

состояние и перспективы развития» (Москва, 2005), EuroSoil (Фрайбург, 2004), конференциях «Миграция загрязняющих веществ в почвах, в системе почвавода, почва - растения, почва-атмосфера» (Москва, 1988), «ТМ в окружающей среде» (Пущино, 1996). Обсуждались материалы на Российских научнопрактических конференциях, ежегодно проводимых Академией РАЕН в библиотеке РАСХН (2001, 2004, 2006). В виде постерных и устных сообщений материалы апробировались на физиолого-биохимических конференциях:

"Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях" (Москва, МСХА им.

К.А.Тимирязева, 2001); International Symposium " Biochemical interactions of microorganisms and plants with technogenic environmental pollutants" (Саратов, 2003); международной научной конференции «Проблемы физиологии растений севера» (Петрозаводск, 2004); на IV международной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2005). В виде устного доклада материал апробировался на научном семинаре кафедры агрохимии, на заседаниях кафедры (МГУ, ф-т почвоведения, 2004, 2007, 2008).

Связь с планами НИР и конкурсная поддержка Работа является частью плановой тематики кафедры, выполнялась в рамках темы: «Эколого-агрохимическое обоснование путей воспроизводства плодородия и повышения продуктивности почв» № гос. регистрации 01.0.20.001721; «Агрохимические пути воспроизводства плодородия разных типов почв» № 01.2.00109763 и «Влияние ингибиторов нитрификации на превращение азота удобрений», № гос. регистрации 01850026289,1986. А также при частичной конкурсной поддержке по программе Университеты России и проектам РФФИ: № 94-04-12398-а «Эколого-биологические последствия возрастающего антропогенного воздействия на почву» (И); 03-04-492 «Аспекты регуляции корневого и внекорневого питания с использованием комплекса минеральных удобрений и регуляторов роста» (Р).

Публикации По материалам диссертации опубликовано 68 работ, включая 19 статей в научных журналах из списка ВАК, 26 – в сборниках и других журналах, публикация – тезисы в материалах конференций. Результаты научных исследований защищены 2-мя патентами.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей 6 глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Общий объем диссертации составляет 320 стр., включая таблицы и 63 рисунка. Библиография включает 350 работ, в том числе 1зарубежных авторов.

Благодарности Выражаю благодарность проф. В.Г.Минееву за постоянную и неоценимую помощь при выполнении работы. Благодарю своих друзей к.б.н.

Н.Н.Малеванную, д.б.н. Рыжову И.М., к.б.н. И.М.Бужурину, к.т.н. Черемных Е.Г., д.б.н. В.А.Терехову, а также сотрудников нашей кафедры к.б.н. Павлова К.В. и к.б.н. Морачевскую Е.В. за постоянное участие и поддержку. Выражаю глубокую признательность проф. д.б.н. Л.О.Карпачевскому, д.б.н.

Н.И.Шевяковой, доценту В.В.Чуриковой за консультации, полезные советы и рекомендации. Благодарю моих родных и близких за душевную поддержку.

Экспериментальная часть Методические подходы Задачи экологических исследований заставляют тщательно продумывать и разрабатывать методологию изучения многочисленных взаимосвязей, отображающих сложность и изменчивость отношений между живыми организмами и условиями их местообитания. Оценить степень экологической безопасности и прогнозировать уровень продуктивности сельскохозяйственной культуры с учетом антропогенных и биотических факторов, возможно лишь используя системный подход. В экологической характеристике объекта учитываются, как минимум, две составляющие: результаты химических анализов и биологическая оценка с привлечением комплекса биологических тест-систем. Существует необходимость в развитии, унификации, автоматизации методов биотестирования и внедрении их в практику для фундаментальной характеристики свойств экосистем. Внедрение биологических методов позволяет оценить действие агрохимических средств в окружающей среде, раскрывает протекторные особенности ряда биологических веществ.

В работе разработаны и нашли отражение подходы и методы с использованием биотестирования для экологической оценки агроценоза. Для повышения воспроизводимости и степени достоверности результатов выполнена модификация и унификация биотеста с семенами редиса. Для повышения уровня технологичности метода введены и продолжают разрабатываться элементы автоматизации обсчёта результатов. В ходе скрининга методов биотестирования установлены чувствительные биотесты для определения токсичности, стимуляции и селективные биотесты для определения фитогормональной активности 24-эпибрассинолида.

Объекты 24-эпибрассинолид (ЭБ)(epiBS) – фитогормон стероидного типа, обладающий высокой физиологической активностью. Ещё остаётся много неясного в физиологической специфики действия этого фитогормона, но он уже нашёл широкое применение в практике, в связи с чем рассматривается его роль в росте и развитии растений с учетом факторов окружающей среды. В экспериментальной работе использован ЭБ отечественного производства (МГУ им. М.В. Ломоносова, руководитель - проф. д.х.н. Лукашев Н.В.), произведённый в Республике Беларусь (Институт биоорганической химии, руководитель – член-корр. Академии Беларуси, д.х.н. Хрипач В.А.) и приобретённый по каталогу «Sigma».

Гиббереллин (ГА3) «Sigma» – используется в опытах для сравнения как фитогормон, который достаточно хорошо изучен и широко применяется в практике сельского хозяйства, являясь д.в. многих РРР.

Хлорхолинхлорид (ССС) – относится к синтетическим физиологически активным веществам – регуляторам роста растений с уже хорошо изученным ингибирующим эффектом. Основное направление его метаболизма – образование холинхлорида, холина, а затем бетаина. Благодаря хорошей растворимости в воде он легко проникает в растения. При превращении в растительном организме возможен переход ССС от надземных органов в корни и через корни в почву. ССС не обладает выраженным токсическим действием.

Минеральные удобрения, вносимые в почву в качестве основных элементов питания. Для опытных исследований использовались химические соли с пересчетом на д.в. по NPK.

Цинк (Zn), вносили в почву в составе цинковых хелатных микроудобрений (цинк двунатриевый комплекс этилендиаминтетрауксусной кислоты ЭДТА-Zn с д.в.11% и хелатное удобрение «Рексолин-Zn 15»).

Методы исследования При решении поставленных задач использован целый комплекс общепринятых в почвоведении, агрохимии и биологии физико-химических, химических и физиолого-биохимических методов исследований.

Полевые агрохимические исследования выполнены на базе ЦентральноЧерноземного филиала ВИУА им. Д.Н.Прянишникова, г. Белгород;

Всероссийского института картофельного хозяйства, п.Коренёво Московской обл.. Постановка и проведение микрополевых и вегетационных опытов выполнено на базе Агробиостанции (АБС) в Звенигороде и в вегетационном домике кафедры агрохимии МГУ им. М.В.Ломоносова. Исследуемые закономерности изучены на чернозёме обыкновенном и дерново-подзолистых песчаных и среднесуглинистых почвах.

Экологическая оценка агроценоза выполнена в системе: почва - корни – зелёная масса – репродуктивные органы растений. Унифицирован и использован биотест по определению суммарной токсичности почвы, корневого сока, зелёной массы и конечной продукции. В качестве тест - объекта использовали семена редиса сортов Красный с белым кончиком и Вюрцбургский, обладающих по сравнению с семенами других культур более высокой энергией прорастания (через 24 ч) и отзывчивостью на токсичность.

Суммарная токсичность в объектах агроценоза выполнена методом биотестирования по фазам онтогенеза с/х культур.

Совместно с биотестированием выполнены химические и микробиологические анализы. Установлено содержание остаточных количеств пестицидов (ОКП) в объектах окружающей среды в соответствии с используемыми в опытах химическими средствами защиты растений (ХСЗР). В экспериментах химические анализы по характеристике почв и растительного материала выполнены существующими стандартными методами. Для определения микроэлементов и ТМ в почве и растениях использована общепринятая подготовка образцов к анализу с привлечением атомноабсорбционной фотометрии; для определения состава аминокислот в зерне использован метод ионообменной хроматографии на приборе «Hitachi»; для анализа состава жирных кислот в проростках - метод газовой хроматографии - масс-спектрометрии (ГХ-МС). Микробиологические анализы выполнены стандартными методами посева на питательные селективные среды.

Во всех многолетних полевых и вегетационных экспериментах на разных сельскохозяйственных культурах: пшеница, ячмень, картофель, сахарная свекла, райграс, горчица, и др. выполнен учет интегрального агрохимического показателя биомассы растительного материала и урожайности культур.

Проведению опытных исследований предшествовали модельные эксперименты для предварительной характеристики используемых в опытах агрохимических средств, для сопоставления действующих доз и форм удобрений, изучения способов применения биорегуляторов и для поиска специфичных и чувствительных биотестов.





Статистическая обработка проводилась с помощью «MS Exell 2003» и прикладного пакета STATISTICA 6.0. Были определены общие статистические показатели – среднее значение анализируемых данных (М), стандартная ошибка среднего (m) и наименьшее стандартное отклонение (НСР). Проведён двухфакторный дисперсионный анализ. Результаты экспериментов приведены на гистограммах в виде М ± m, в таблицах с НСР. Принятый в работе уровень значимости = 0,05.

Результаты и их обсуждение 1. Экологоагрохимическая оценка агроценоза и протекторная роль ССС На двух типах почв: обыкновенном чернозёме и дерново-подзолистой почве разного механического состава (супесчаная и суглинистая) с используемыми в агроценозе разными системами питания (органо-минеральной и минеральной) - изучена экологическая роль ССС при антропогенной нагрузке системы химическими средствами защиты растений.

В краткосрочных и длительных полевых опытах на дерново-подзолистых почвах разного механического состава (средне- и тяжелосуглинистой) установлена аккумуляция химических средств защиты растений (гербицидов и фунгицидов), применяемых в рекомендованных дозах, в клубнях картофеля и корнеплодах моркови. Применение хлорхолинхлорида в фазу бутонизации – цветения картофеля и двух листьев моркови – способствовало получению экологически чистой продукции. Сущность способа заключалась в том, что посевы обрабатывали ССС в количестве, равном его отношению к дозе пестицидов 1:1, через 7 –10 дней после внесения пестицидов. Схема экспериментов позволила убедительно доказать защитное действие ССС от последействия ХСЗР. Началом проведения исследований экологической оценки состояния агроценоза в системе почва - растение с привлечением методов биотестирования явилась серия лабораторных, а затем полевых экспериментов по изучению влияния на тест возрастающих доз удобрений, особенно азотных, чтобы учесть или исключить угнетение роста корней тест - растений, вызванное концентрацией солей от используемых минеральных удобрений.

Полученные результаты показали (Рис. 1), что угнетение корней тест - растений в лабораторных опытах наблюдается лишь при дозах азотных удобрений выше 600 кг/га.

1126-15-18-24--1доза азота, кг/га Примечание: Лабораторный опыт (водные растворы NH4NO3); дозы азота:60, 90, 120, 180, 240, 600, 1500, 1800, 2400 кг/га.

Рис.1.Влияние доз азотных удобрений на динамику корней тест – растений Токсичность (-), стимуляция (+), % В полевых опытах дозы NPK от 90 до 180 кг/га стимулировали рост корней культуры биотеста (Рис.2). Следовательно, причиной проявления токсичности тест-системы при изучении комплекса (удобрения и ХСЗР) удобрения не являются.

120кг/га 180кг/га 1231III Дозы азота и фазы вегетации Примечание: Полевые опыты (почвенные водные вытяжки 1:1) (Опыты с возрастающими дозами азотнофосфорнокалийных удобрений: 120 и 180 кг/га); I - картофель (опыт ЦОС ВИУА, почва дерново-подзолистая среднесуглинистая); II - картофель (НИИ картофельного хозяйства, Коренёво, почва дерново-подзолистая супесчаная); 1,2,3 - фазы вегетации: всходы, смыкание рядков, цветение.

Рис. 2. Влияние доз NPK удобрений на динамику корней тест - растений В серии лабораторных опытов установлено негативное действие ряда пестицидов и снижение их токсичности на тест - растения под влиянием ССС.

В Табл. 1 продемонстрированы данные закономерности по стимулирующему действию ССС и совместному его использованию с ХСЗР в разных концентрациях, что выражалось в увеличении длины корней биотеста в 1,5-раза.

Табл. 1. Снятие токсичного действия препаратов с помощью хлорхолинхлорида Препарат Доза Действие, % к контролю Препарат Доза Действие, % к контролю мг/л (Н2О) мг/л (Н2О) препарат ССС ССС + препарат ССС ССС + препарат препарат Прометрин 25 -36 48 -28 Зенкор 25 -38 68 -12,5 -29 30 -10 12,5 -30 54 -6,25 -23 18 -8 6,25 -25 13 -3,1 -14 11 -11 3,1 -20 14 -1,5 -10 5 -8 1,5 -12 10 -2,4-ДА 3,1 -67 85 -54 Комплекс 60 -36 68 препаратов 1,5 -47 66 -22 40 -30 56 (ТХАН, 0,75 -30 64 8 20 -25 42 эптам, 10 -29 30 лонтрел, 5 -18 15 -фундазол) Примечание: знак «+» - стимуляция, знак «-» - токсичность Стимуляция, % Поверхностная обработка растений ХСЗР и РРР приводит к выраженным изменениям в почве за счет изменения динамики процессов обмена в системе надземная масса – корневая система – микробоценоз – почва.

Микробиологические исследования показали, что при применении препаратов в почве под ячменём и картофелем (в севообороте) происходил сдвиг в структуре микробного сообщества (Табл. 2), что влияет на суммарную оценку токсичности почвы (по биотесту). В сообществе целлюлозоразрушающих микроорганизмов – снижалось процентное содержание бактерий и значительно увеличивалось содержание актиномицетов.

Табл. 2. Численность различных групп микроорганизмов в дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве при систематическом применении ХСЗР, тыс. на 1 г абс.

сухой почвы (средние данные за вегетацию) Система Вариант Аммонии- Микроор- Нитрифи- Целллюло- Грибы удобрения фицирующие ганизмы, цирующие зоразрубактерии использующие бактерии шающие минеральный микрооразот ганизмы Картофель Органо- Без ХСЗР 76 600 15 800 65 37 минеральная Гербициды 21 400 7 750 55 33 Комплекс 4 400 7 200 44 35 препаратов Минеральная Без ХСЗР 57 700 10 450 69 44 Гербициды 16 800 7 040 48 33 Комплекс 7 400 6 300 50 38 препаратов Ячмень Органо- Без ХСЗР 9 050 5 590 31 28 минеральная Гербициды 6 960 4 520 44 20 Комплекс 6 350 5 050 40 22 препаратов Минеральная Без ХСЗР 13 600 7 130 44 30 Гербициды 6 700 4 700 64 27 Комплекс 4 930 5 030 54 32 препаратов ССС, воздействуя на показатели растительной, корневой и почвенной суммарной токсичности, приводил к выраженному позитивному влиянию на качество продукции, в частности клубней картофеля. Краткосрочный полевой эксперимент на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (ЗБС МГУ) с культурой картофель (сорта Невский) подтвердил ранее установленные закономерности. Использование ССС после применения прометрина и линурона (в рекомендованных дозах), снижало суммарную токсичность почвы (по биотесту) (Табл.3). Токсичность клубней картофеля была значимой и снижалась лишь после 2-месячного их хранения. Применение ССС в фазу бутонизации способствовало получению экологически чистого картофеля.

Табл. 3. Влияние применяемых систем удобрений в совокупности с ССС на изменение токсичности почвы, корневой системы, клубней картофеля, % от варианта без применения пестицидов (краткосрочный опыт) Система Фазы вегетации удобрения Всходы Активный Цветение Формирование Созревание Срок хранения рост клубней 1 мес. 2 мес.

П о ч в а Органо-16/- -22/- -34/-14 -24/+30 -10/+минеральная минеральная -12/- -10/- -30/-10 -53/-26 -45/+К о р н е в а я с и с т е м а Органо-25/- -20/- -30/-30 -30/-16 -33/-минеральная минеральная -23/- -40/- -20/-31 -30/-30 -35/-Клубни Органо -10/+24 -25/+21 -33/+20 -28/0 -0/минеральная минеральная -20/-23 -30/-10 -36/-15 -24/-17 -8/Примечание: Над чертой – без ССС, под чертой – с применением ССС (обработка выполнена в начале фазы цветения) Негативное влияние ХСЗР (применяли: бутразин, симазин, зенкор и фюзилад) и позитивное влияние биорегулятора (ССС) на возделываемую культуру и почву проявилось и в полевом опыте по возделыванию среднераннего картофеля сорта Пригожий на дерново-подзолистой супесчаной почве. Проведённые микробиологические исследования показали, что применение данных гербицидов привело к значительному снижению численности микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот. Но ингибирующее действие гербицидов на эти группы микроорганизмов носило кратковременный характер, в основном до фазы цветения картофеля, после чего их численность восстанавливалась. Более длительное исследование при бессменном возделывании картофеля сорта Невский выполнено на этих же почвах (Научно-исследовательском объединении по картофелеводству Московской обл., Коренёво). В опыте учитывали не только действие ХСЗР (гербицида зенкора, препаратов против колорадского жука и фитофторы – поликарбацина и арцерида), применяемых в рекомендованных дозах, но и их действие с учетом использования минеральных удобрений N90P100K120 и органо-минеральной системы (дополненной навозно-торфянистым компостом – 60т/га). Посевы картофеля обрабатывали ССС в фазу полных всходов в дозе 2,кг д.в./га. Как и в предыдущих опытах, получены положительные результаты – ССС снимал токсичность в почве, корневой системе (Рис. 3) и клубнях картофеля. Снижение токсичности, вызванное использованием ССС, происходит не только в клубнях картофеля при уборке урожая, но и при их хранении (Табл.4).

-% % --------1 ССС 2 ССС 3 ССС 1 ССС 2 ССС 3 ССС 1 ССС 2 ССС 3 ССС 1 ССС 2 ССС 3 ССС III III А Б Примечание: А – суммарная токсичность почвы, Б – суммарная токсичность в корневой системе; I-органо-минеральная II-минеральная системы удобрений; 1- зенкор, 2- препарат от колорадского жука+фитофторы, 3-комплекс препаратов, ССС – препарат совместно с ретардантом Рис. 3. Снижение токсичности в почве (А) и корневой системе (Б) под влиянием ССС при бессменном возделывании картофеля с ХСЗР В результате многолетних исследований установлена более выраженная токсичность в почве на фоне органо-минеральной системы, а в зелёной массе и репродуктивных органах токсичность возрастает на фоне применения минеральных удобрении, однако использование ССС снижает токсичность в продукции.

Табл. 4. Влияние ССС на токсичность почвы, корневой системы и клубней по биотесту (% к варианту без применения препаратов) при возделывании картофеля с применением фунгицидов Препараты почва корни клубни 1 2 3 1 2 3 3а 3б Поликарбацин, даконил -27 0 +3 -30 -54 -60 -72 -То же +ССС -11 0 +21 -9 -40 -26 -39 +Поликарбацин, арцерид, -39 -13 +1 -68 -30 -33 -69 -полихом То же +ССС -21 -5 +19 -33 -10 -14 -40 +Примечание: сроки отбора: 1- бутонизация, 2 - цветение, 3 – уборка, 3а, 3б – через 20, 40 дней хранения, соответственно.

Многолетние исследования в полевых опытах по оценке последействия токсичности применяемых препаратов защиты растений и мероприятия по её снижению были проведены в длительном опыте на ЦОС филиала ВИУА (г.

Белгород), на черноземе обыкновенном. Приведены результаты исследования по токсичности, выполненные в V ротации под 3-й культурой севооборота – ячменём. Ячмень возделывали на фоне органо-минеральной и минеральной систем удобрения. Навоз вносили осенью в дозе 40 т/га, минеральные удобрения N90P90K90 перед посадкой. В процессе вегетации растения обрабатывали ХСЗР (согласно разработанной схеме). В фазу трубкования применяли ретардант ССС (2,4 кг д.в./га) при норме расхода 300л/га. По фазам вегетации определяли токсичность почвы, корневой системы, зелёной массы и зерна в фазах молочной и восковой спелости. В ходе возделывания зерновых культур возрастал уровень антропогенной нагрузки (применение ХСЗР), что вело к увеличению суммарной токсичности в анализируемых образцах. К концу вегетации токсичность почвы резко снижалась, как при использовании органоминеральной, так и минеральной системы удобрений и была несущественной, т.е. почва практически очищалась от остатков ранее внесённых препаратов и их возможных метаболитов (Табл. 5). Снижение токсичности почвы сопровождалось восстановлением микробоценоза почвы. Наблюдаемый высокий процент содержания актиномицетов в сообществе целлюлозоразрушающих микроорганизмов при систематическом применении пестицидов значительно снижался. В конце вегетации ячменя сообщество микроорганизмов было представлено в основном группой целлюлозоразрушающих бактерий. Снижение токсичности почвы могло быть связано не только с восстановлением численности различных групп почвенной микрофлоры и их участием в разложении токсических веществ в почве, но и с поступлением этих веществ в растения. Накопление и аккумуляция этих веществ в зерне ячменя снижает его качество.

Табл. 5. Влияние последействия средств защиты растений с учетом систем удобрений и ретарданта на динамику токсичности почвы (в %) различные фазы вегетации ячменя (длительный опыт) Система Вариант Фазы вегетации удобрения Всходы Кущение Выход в Колошение Молочная Восковая трубку спелость спелость Органо- гербициды -23 -21 -54 -44 -10 -минеральная Гербициды -26 -30 -32 -12 0 + ССС Минеральная гербициды -40 -22 -23 -18 -11 - Гербициды -35 -30 -18 -10 +1 ++ ССС Результаты исследования свидетельствуют о саморегулирующей способности системы почва – растение. Однако потенциальные возможности агроценоза к саморегуляции не беспредельны. Так, при изучении действия ХСЗР доказано, что даже на чернозёме обыкновенном происходят существенные изменения в микробном сообществе. В наших экспериментах снижалось процентное содержание бактерий и значительно увеличивалось содержание актиномицетов, численность азотфиксирующих микроорганизмов снижалась в 3,5 – 17,5 раз. Установлена способность большинства выделенных культур актиномицетов продуцировать фитотоксические вещества. Изменения в структуре микробного сообщества отражались на результатах определения суммарной токсичности. Превышений ПДК по остаточным количествам используемых пестицидов не обнаружено, но их негативное действие сопровождалось появлением в почве ксенобиотиков – N-нитрозаминов (НА) и как следствие снижением качества зерна. Максимальная концентрация НА (353±51 нг/кг) установлена в варианте с использованием ХСЗР на фоне применения органо-минеральных удобрений. Сумма нитрозаминов в зерне не превышала существующие допустимые нормы (ПДК=2 мкг/кг). Использование ССС существенно улучшало состояние агроценоза и качество продукции.

На токсичность в почве оказывает, в первую очередь, влияние ХСЗР, но система удобрений, используемая при выращивании культур, несомненно, изменяет общую картину суммарной токсичности. Положительный эффект по снижению токсичности от действия и последействия ХСЗР с применением ССС более выражен в комплексе с минеральными удобрениями. В многолетних полевых опытах для разных с/х культур по фазам онтогенеза выполнена оценка влияния ХСЗР на экологическое состояние агроценоза с учетом минеральной и органо-минеральной систем удобрений (Рис. 4).

25 0 А 1 2 3 4 5 Б 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Б 1 2 3 4 фазы развития картофеля фазы развития ячменя Примечание: А – органо-минеральная, Б - минеральная системы удобрений;

а - применение гербицидов (сплошная линия), б - применение комплекса препаратов (прерывающая линия); 1-5 - фазы развития растений, соответственно: для картофеля - всходы, активный рост, цветение, формирование клубней, созревание; для ячменя - всходы, кущение, выход в трубку, колошение, молочная спелость.

Рис. 4. Влияние систематического применения ХСЗР на токсичность почвы (культуры – картофель и ячмень) с учетом систем удобрений Таким образом, ССС мобилизует внутренние резервы растения, что сопровождается снижением суммарной токсичности в агроценозе. Возможно, ингибитор, удлиняя период покоя, индуцирует биосинтез эндогенных фитогормонов - этилена и АБК, индукторов и регуляторов глубокого покоя, подавляя процессы активного восприятия растительными клетками других экзогенных химических веществ. Известно, что ССС воздействует положительно на биохимические процессы в растении, усиливающие образование гемицеллюлозы, что также сопряжено с чувствительностью растительных клеток к внешним факторам. На Схеме 1 представлен механизм действия ССС.

токсичность, % токсичность, % Схема 1. Механизм действия ССС Подавление [(CH3)3N+CH2 CH6 Cl Cl-] Целлюлоза Гемицеллюлоза Обмен Стимуляция холинов ГАУтолщение стебля и стенки соломы Балансировка ЦТК торможение Ингибиторы повышение Рост корневой системы Рост стебля повышение Устойчивость к полеганию Связь эффективности действия РРР с изменяющимися факторами внешней среды очевидна. Экологические функции биопрепаратов и их синтезированных аналогов, изменяя динамику гормонального статуса растений, способствуют их адаптации к внешним факторам, опосредованно воздействуя на урожай.

2. ЭБ и оценка его функционального действия Практическое использование биорегуляторов с д.в. ЭБ базируется в основном на знаниях о его стимулирующем действии и связи с другими фитогормонами. Уже в реакции по биологическим тестам проявляется специфика полифункционального действия ЭБ.

Анализ биологической активности ЭБ Серии вегетационных опытов предшествовало определение активной концентрации ЭБ или поиск рабочей концентрации химически синтезированного фитогормона. Активность ЭБ изучена на биотестах, из которых некоторые определили как чувствительные и выявили специфичность тестов по морфологическим признакам в зависимости от концентраций фитогормона в растворе. На проростках фасоли Маш показано, что эпибрассинолид в высоких концентрациях (>10-7M) вызывает эпинастические движения гипокотилей растений и первичного корешка (Фото 1), которые учитывались по бальной шкале. В серии этих биотестов проявляется двигательный, эпинастийный эффект, подчеркивающий связь ЭБ с фитогормоном этиленом. Этот «отклик» по биотесту подчеркивает повышенную сопротивляемость растений к стрессам под действием ЭБ.

Фото 1. Морфологические изменения в проростках Маша под действием ЭБ Специфичным для БС признан тест с изменением длины колеоптиля (Фото 2), который определяет связь дозы используемого гормонального препарата с эффектом активности его действия.

«Отклик» по биотесту, выраженный в изменении длины и морфологии корневой системы (Фото 3a,b,c), подчеркивает связь этого фитогормона (в высоких концентрациях) с этиленом (3c) и (в низких концентрациях) с АУК (3b). Действие ЭБ на ризогенез растений, причем в более низких концентрациях, чем АУК, установлено на черенках Маша - Phaseolus aureux Roxb, фасоли - Phaseolus vulgaris L. Выявленные в биотестах эффекты свидетельствуют о высокой биологической активности ЭБ.

Фото 2. Влияние ЭБ на длину колеоптиля фасоли Маш Фото 3. Влияние ЭБ на морфологические изменения первичного корешка редиса a b c Но необходимо отметить, что воспроизводимость результатов по биотесту не всегда удовлетворяет, требует большой выборки и статистической обработки. Для повышения точности эксперимента (биотеста) предлагается формализация замеров длины корневой системы в автоматическом подсчете с учетом длины как основного корня, так и боковых корешков. ЭБ увеличивает и формирование протеоидных (Фото 3, а) корней. Автоматический обсчет биотеста с привлечением приборной техники и программного обеспечения, базирующего на восприятии изображения, косвенно учитывает и покрытие корневыми волосками.

Высокую специфичность и чувствительность проявил тест с семенами риса (Oryza sativa) (Фото 4). Этим методом выявлено ингибирующее действие ЭБ на тест - растение в концентрациях 10-7М и до 10-5М и его стимулирующее действие от 10-13 до 10-9М. Оптическая подсистема "БиоЛаТ", установленная для модернизации методов с тест объектами, обеспечила их фиксацию в динамике, визуализацию и обсчет. Причём модульный принцип построения программного обеспечения разрешает быструю разработку обсчёта для новых показателей. Так, обсчёт для вышеприведенной тест - системы с семенами риса подтвердил ранее установленные закономерности по длине корешка тест - растения. По результатам автоматического обсчета в числовом выражении:

контролю соответствует величина – 90572 пикселей; концентрации ЭБ (10-5М) – 66500 пикселей, а концентрации 10-11М – 101963.

Фото 4.. Изменения в тесте с семенами риса в зависимости от концентрации ЭБ Активность определялась в серии экспериментов, результаты которых ранжировались по воспроизводимости и оценивались по однородности дисперсий.

На основании полученных данных по биотесту с учетом роста первичного корешка (Raphanus sativus L.) получена графическая зависимость (Рис. 5).

1активность 24 эпибрассинолида (молекулярного) y = 0,3701x6 - 9,8556x5 + 102,69x4 - 528,93x3 + 1396,3x2 - 1745,2x + 873,R2 = 0,851111РядЛогарифмический (Ряд1) Линейный (Ряд1) Полиномиальный (Ряд1) 5*10(-4) 5*10(-5) 8*10(-6) 5*10(-6) 8*10(-7) 5*10(-7) 5*10(-8) 5*10(-9) 100 1000 5000 10000 50000 100000 1000000 100000разведение (мл / Моль) Рис. 5. Определение активности молекулярного ЭБ биотестированием (усредненные данные, 1998-2004 гг.) На графике представлено несколько аппроксимированных линий тренда (линейная, логарифмическая и полиномиальная) с разными коэффициентами корреляции: 0,66; 0,88; 0,90, соответственно. Отмечается два пика активности в концентрациях ЭБ: 10-7М и 10-9М. Один пик, возможно, обусловлен химическими особенностями стероидных гормонов (жирорастворимые гормоны) и возможностью их беспрепятственного проникновения через плазматическую мембрану. В концентрациях 10-9–10-11М – работает, предположительно, рецепторная система (для клеточных рецепторов Кдис.=10-- 10-12М). И происхождение второго пика связано с природой гормонального ответа ЭБ как вторичного мессенджера «настроенного» на химический сигнал с рецепторными белками.

Причем первый пик в интервале высоких концентраций, он более стабилен и область его действия шире; второй пик, в интервале более низких концентраций – выражен четко, но интервал действия сжат.

Большое значение при экзогенном использовании БАВ имеет способ их применения. Для гиббереллина наиболее эффективным оказалось замачивание семян перед посевом, для ЭБ более целесообразным способом явилась поверхностная обработка вегетирующих растений. Как показали результаты экспериментов 2003 - 2005гг., повторное применение одного и того же фитогормона не только не оказывало благоприятного воздействия, но и в некоторых условиях действовало негативно. Ростостимулирующий эффект ЭБ проявляется при экзогенном его использовании в концентрациях 10-9-10-11М, % стимуляции что послужило обоснованием использования концентрации 10-9М в дальнейших вегетационных экспериментах.

Действие ЭБ в биотестах и в вегетационных экспериментах сопоставлялось с эффектом действия хорошо изученного фитогормона гиббереллина, физиологические эффекты действия которого хорошо изучены.

Совместное использование ЭБ с ГА3 в тесте с первичным корешком и эпикотилем Ruhanus sativus L. (сорт Вюрцбургский) свидетельствует о наличии аддитивного эффекта, следовательно, об их совместимости.

В лабораторных исследованиях выполнена серия экспериментов с семенами разных растений, которая подтвердила целесообразность постановки вегетационных опытов со злаковыми культурами (райграс Lolium multiflorum Lum., ячмень Hordeum vulgare L.). К тому же, ячмень является культурой, высоко отзывчивой на внесение минеральных удобрений, что объясняется очень коротким вегетационным периодом (90-100 дней) и чрезвычайно быстрым ходом потребления питательных веществ.

3. Роль ЭБ в оптимизации питания растений и их продуктивность ЭБ, обладая определённым механизмом действия и взаимодействия с другими фитогормонами, обуславливает индивидуальную реакцию. Изучение особенностей действия ЭБ выполнено в сопоставлении по ряду позиций с действием ГА3, эффективность действия которого, как известно, связана с «благополучием» питания. Оптимизация питания растений в агроценозе регулируется внесением минеральных удобрений с учетом факторов среды и требований с/х культур. В ходе экспериментов искусственно созданные уровни обеспеченности почвы питательными элементами (несбалансированный, оптимальный и высокий) поставляли энергию и строительный материал для обмена веществ в растении. ЭБ, взаимодействуя с другими фитогормонами, обеспечивали растениям способность выживания в условиях постоянно меняющихся факторов среды.

Влияние ГА3 на урожай и вынос питательных элементов с учетом уровня минерального питания В серии вегетационных экспериментов выявлено влияние экзогенного использования фитогормона ГА3 на формирование биомассы злаков и поступления основных элементов (азота, фосфора, калия) из почвы в растения в зависимости от уровня минерального питания.

Обработка семян райграса ГА3 влияла на продуктивность растений и существенно зависела от обеспеченности почв элементами минерального питания. При внесении только азотных удобрений действие ГА3 не отразилось на биомассе растений. Лишь дополнительное внесение NPK и на его фоне действие фитогормона отразилось на формировании биомассы райграса.

Влияние ГА3 на биомассу растений было значительно и составляло ~ 50%. При повышенном уровне минерального питания прибавка урожая от использования ГА3 существенно снизилась, а двукратное его применение приводило к дальнейшему снижению (на 23%). Установленные закономерности отражены на Схеме 2.

Схема 2. Установленные эффекты воздействия ГА3 на биомассу растений Примечание: По оси Х – опытные варианты с использованием минеральных удобрений; по оси У – усредненные изменения (%) по биомассе растений; биомасса в варианте N контроль принята за 100%.

Выполнены исследования и по ряду других приёмов применения ГА3, в соответствии со схемой экспериментов по изучению действия ЭБ. В варианте с дополнительным внесением цинка обработка семян гиббереллином снижала урожай на высоком уровне обеспеченности питательными элементами (на 16 10%). На оптимальном фоне основных питательных элементов этот комплекс позитивно влиял на формирование биомассы (увеличение на 22%).

Дополнительная обработка (опрыскивание растений с предварительным замачиванием семян) ГА3 в этих же вариантах не приводила к достоверным изменениям по формированию биомассы. Обработка ГА3 оказала существенное влияние на поступление питательных элементов в растения (Схема 3).

Поступление азота, фосфора и калия в растения под действием ГА3 в вариантах с использованием только азотных удобрений не изменялось. В опытных вариантах с оптимальным уровнем минерального питания вынос азота увеличился с 10,2 до13,9 мг, фосфора с 2,4 до 3,7 мг, калия с 15,3 до 19,5 мг.

При этом увеличение выноса азота связано с повышенным его содержанием в растении. Аналогичные закономерности получены при дополнительной обработке растений ГА3 и на вариантах с внесением цинка. В условиях повышенной концентрации питательных элементов подобные общие закономерности влияния ГА3 на поглощение азота и калия не обнаруживаются, а процентное содержание фосфора снижается. При этом происходят более сильные колебания исследуемых характеристик в опытных растениях, что указывает на их большую чувствительность к изменению гормонального статуса в этих условиях.

Схема 3. Закономерности изменения процентного содержания азота, фосфора и калия в растениях при использовании гиббереллина Таким образом, гиббереллин в благоприятных для развития растений условиях (достигнут оптимальный уровень по обеспеченности элементами питания), эффективно влияет на увеличение биомассы.

Влияние 24-эпибрассинолида на урожай с учетом уровня минерального питания Действие комплекса ЭБ и NPK при выращивании ячменя демонстрирует роль биопрепарата в адаптации культуры к изменяющимся факторам среды:

дисбалансу питательных элементов, его оптимальному и высокому содержанию.

В многолетних вегетационных опытах (2003-2006 гг.) установлено, что обработка растений ячменя ЭБ положительно влияет на урожай зерна, а изменения по биомассе соломы не являются столь значимыми (Рис. 6).

фитг*удобр; LS Means Current effect: F(3, 24)=1,1461, p=,350Type III decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals N 12 NPK фитогормоны солома фитг*удобр; LS Means Current effect: F(3, 24)=,13810, p=,936Type III decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 3,2,2,2,2,2,1,1,1,1,1,0,0, N 12 NPK фитогормоны Примечание: 1 – контроль, 2 – эпибрассинолид (экзогенная обработка в фазу кущения), 3 – гиббереллин (замачивание семян перед посевом), 4 – гиббереллин (обработка семян) + эпибрассинолид (экзогенная обработка в фазу кущения); биомасса в г/сосуд.

Рис. 6 (а-b). Изменение массы соломы (а) и урожая ячменя (b) при использовании фитогормонов и минеральных удобрений (2005 г.) Эта особенность его действия проявляется на всех уровнях питания.

Гиббереллин, как продемонстрировано на графиках, оказывает выраженное действие на формирование зелёной массы растений ячменя.

Положительное влияние ЭБ на формирование зерна ячменя установлены независимо от используемых минеральных удобрений (как в вариантах с внесением оптимальных доз NPK и N(PK)0,5, так и в случае высокой дозы – 2NPK и дисбаланса питательных элементов - только N), но эффективность его действия существенно различается (Табл. 6).

Табл. 6. Влияние ЭБ на структуру и биомассу ячменя (2004 - 2006гг).

Вариант Солома, Зерно, Содержание % зерна г/сосуд г/сосуд зерна в относительно урожае контроля ячменя, % 2004г.

N 2,87 1,45 34 1N+ЭБ 3,08 2,16 41 1NPK 4,51 1,46 25 1NPK+ЭБ 4,69 1,92 29 1НСР 0,95 0,64 0,2005г.

1N 4,5 5,2 1N+ЭБ1 4,4 6,2 1N+ЭБ1+ЭБ2 4,5 6,7 1NPK 5,4 5,5 1NPK+ЭБ1 5,7 6,4 NPK+ЭБ1+ЭБ2 5,2 4,4 зерно Б/у 3,45 3,6 0,55 0,НСР 0,2006г.

N 4,86 49 15,N+ЭБ 5,32 49 15,N(PK)0,5 5,00 6,11 1N(PK)0,5+ЭБ 5,44 6,39 1NPK 5,02 7,85 1NPK+ЭБ 5,08 7,62 12NPK 2,55 11,62 12NPK+ЭБ 3,38 11,98 1НСР0,95 0,36 0,Масса зерна на фоне несбалансированного питания при использовании ЭБ достоверно увеличивалась независимо от способа его применения (в фазе кущения или в начале колошения) от 48% в 2004г. и до 10% в 2006г. На сбалансированном фоне в варианте с использованием ЭБ происходит увеличение на 30% в 2004г. и на 1% в 2006г. Использование двойной обработки ЭБ на фоне NPK (в фазе кущения и в начале колошения) (2005г.) приводило к снижению на 20% (Табл.6), что характерно было и для двойной обработки гиббереллином. Таким образом, многократное использование ЭБ не сопровождается повышением его эффективности в условиях хорошей обеспеченности растений элементами питания.

Эффективность использования ЭБ повышается в условиях стресса, когда использование удобрений не приводит к необходимому для продукционного процесса оптимуму. В опыте 2004г. (в силу погодных условий: температурный режим и влажность), даже при внесении комплекса удобрений оптимум по обеспеченности питательными элементами не был достигнут, о чем свидетельствуют данные по урожаю зерна (на варианте с использованием N 1,45г, а на варианте NPK – 1,46г/сосуд) (Табл.6). При этом эффективность действия ЭБ в условиях внесения комплекса минеральных удобрений (но оптимальных условий для формирования урожая не обеспечено) высокая.

Процент выхода зерна увеличился на 33%. В эксперименте 2005г.

использование комплекса удобрений значимо увеличило урожай зерна, и при этом эффективность от применения ЭБ – снизилась (на N – 20%, а на варианте NPK – 15%). Причем в условиях дисбаланса питания двукратная обработка растений ЭБ (концентрация 10-9М) достоверно повысила урожайность ячменя, на 28%. Тогда как при использовании комплекса удобрений двукратное его применение ведёт к снижению урожая. При значительном увеличении дозы минеральных удобрений (при внесении 2NPK) и увеличении синтеза зелёной массы растений урожай зерна падает, при этом эффективность применения ЭБ высокая и составляет 33% (Табл. 6, Рис. 7). Таким образом, необходимо подчеркнуть, что по всем вариантам ЭБ оказывал положительное действие на формирование урожая, но в условиях отклонения от экологического оптимума эффективность его действия выше.

эб*удобр; LS Means Current effect: F(3, 24)=1,3269, p=,288Type III decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 8,8,7,7,6,6,5,5,4,4,3, Контроль 12 ЭБ удобрения Примечание: дозы удобрений: 1- вносили только N; 2- внесены N(PK)0,5; 3 – NPK; 4 - 2NPK.

Рис. 7. Влияние минеральных удобрений на эффективность действия ЭБ ЭБ оказывает влияние и на морфологические характеристики (количество колосков, число зерен в колосе), которые опосредованно связаны с физиологическими изменениями в прохождении растением фаз онтогенеза (Табл. 7). Использование ЭБ увеличивало кустистость, но при этом увеличивало и число зёрен в колоске, что отразилось на массе зерна. Однако большое количество колосков не успевало вызреть, что привело к снижению показателя массы 1000 зерен.

Табл. 7. Влияние комплекса минеральных удобрений и ЭБ на структуру урожая (2006г) Вариант Ср. кол-во Ср. Масса Содержание зерен в масса 1000 зерна в варианте зерен, г зерен, г урожае ячменя, % N 114,8 4,86 42,3 N+ЭБ 130,0 5,32 40,9 N(PK)0,5 114,8 5,00 43,7 N(PK)0,5+ЭБ 133,3 5,44 40,8 NPK 114,0 5,02 44,0 NPK+ЭБ 110,8 5,08 46,2 2NPK 47,3 2,55 40,6 2NPK+ЭБ 86,3 3,38 38,8 НСР0,95 0,ЭБ влиял на структуру урожая, изменял срок созревания урожая, периодизацию фаз онтогенеза в вегетации растений ячменя. Обработка растений ячменя в период кущения привела к увеличению кустистости в варианте 2NPK (2005-2006гг.) на фоне уже созданной внесением удобрений зерно высокой кустистости (Табл.8). По другим вариантам происходили менее выраженные изменения в структуре урожая.

Табл. 8. Соотношение кущения и кол-ва колосьев (2006г) Вариант Кол-во Кол-во % стеблей, спелых обеспеченности шт. колосьев, стеблей шт. колосом N 11,5 10,N+ЭБ 10,8 10,N(PK)0,5 16,3 9,N(PK)0,5+ЭБ 15,8 12,NPK 17,8 11,NPK+ЭБ 17,3 8,2NPK 38,0 6,2NPK+ЭБ 43,0 9,НСР0,95 4,5 2,Полученные результаты свидетельствуют о повышении эффективности ЭБ в случае необходимости улучшения фактора среды, связанного с питанием растений (Схема 4), что, с одной стороны, говорит о связи ЭБ с уровнем обеспеченности почвы питательными элементами и, с другой стороны, о роли ЭБ в минеральном обмене в системе почва - растение.

Схема 4. Установленные закономерности действия ЭБ на растения ячменя с учетом внесения минеральных удобрений Примечание: По оси Х – опытные варианты с использованием минеральных удобрений; по оси У – усредненные изменения (%) по биомассе соломы и зерна растений;

биомасса в варианте N контроль (первый столбик) принята за 100%.

Установленная специфичность действия ЭБ связана с потреблением, накоплением и распределением азота, фосфора и калия по органам растения, а следовательно, и его участие в массопереносе этих элементов из почвы в растения. Знание закономерностей, происходящих в онтогенезе, необходимо учитывать в технологиях выращивания злаковых культур, особенно, в случае повторной обработки ЭБ с целью «переориентации» поступления питательных веществ.

Влияние эпибрассинолида на урожай с учетом применения цинковых удобрений Недостаток цинка является одним из наиболее распространенных лимитирующих факторов для урожайности; он характерен для 30% почв в мире. Агрохимические средства являются основой мероприятий для устранения дефицита цинка в продуктах сельского хозяйства. В агроценозе не всегда удаётся создать уровень оптимальной обеспеченности тем или иным элементом, и в частности, цинком. Теоретической основой использования биорегуляторов в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур является их способность влиять на изменение скорости или направленности физиолого-биохимических процессов в растениях, способность оказывать влияние на поглощение и распределение элементов в растительном организме.

В связи с этим, на разных минеральных уровнях обеспеченности почвы питательными элементами рассмотрены действие хелатной формы цинка и роль в этом комплексе фитогормона ЭБ (совместное его применение и сопоставление с ГА3).

Результаты серии вегетационных опытов (2003-2006гг.) показали, что в целом применение хелатной формы цинка (Zn-ЭДТА - д.в.13 и 15%) на фоне комплекса минеральных удобрений (NPK) положительно влияет (p<0,05) на формирование урожая зерна ячменя и проявляется положительная тенденция в увеличении биомассы (г) на слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах (Рис. 8).

Установлено, что ГА3 в комплексе с цинковыми удобрениями оказывал влияние на усиление формирования надземной биомассы. ЭБ в комплексе с цинковыми удобрениями положительно влиял на урожай зерна ячменя.

Совместное применение ГА3 (замачивание семян перед посевом) и ЭБ (фолиарная обработка в период вегетации) нивелировало эффективное действие испытуемых фитогормонов.

удобр; Unweighted Means Current effect: F(2, 27)=8,9647, p=,001Type III decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 2,2,2,2,2,1,1,1,1,1удобрения: N, NPK, NPK+Zn зерно удобр; Unweighted Means Current effect: F(2, 27)=22,987, p=,000Type III decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervals 6,6,5,5,4,4,3,3,2,2,1,1удобрения: N, NPK, NPK+Zn Примечание: 1, 2, 3 – варианты с вневением удобрений Рис. 8 (а-b). Влияние цинковых удобрений на массу зерна (а) и соломы (b) ячменя Влияние 24-эпибрассинолида на поглощение и вынос растением питательных элементов с учетом уровня минерального питания В многоэтапном процессе минерального питания эффективность поступления, поглощения, транспорта ионов из почвенного субстрата в корень и далее в растение регулируется с участием фитогормонов.

По результатам многолетних исследований установлены закономерности поглощения и содержания основных питательных элементов в соломе и зерне ячменя в зависимости от уровня обеспеченности почвы питательными элементами. При оптимальном уровне питания растений содержание азота увеличивается в среднем на 25%, что, прежде всего, обусловлено уровнем питания. При несбалансированном питании отмечено снижение выноса азота, что связано со снижением биомассы соломы, тогда как в варианте с использованием комплекса минеральных удобрений вынос азота достоверно возрастает, что также связано с изменением биомассы. Действие ЭБ проявляется лишь в тенденциях (за 2004-2006гг.) к увеличению содержания азота в варианте только с N и снижением его процентного содержания в варианте с NPK (Табл.13).

Табл. 13. Содержание NPK в соломе и вынос этих элементов (мг/сосуд) с растением ячменя (2004г) Вариант Азот Фосфор Калий % вынос, мг % вынос, мг % вынос, мг N 1,25 4,02 0,18 0,53 1,98 6,N+ЭБ 1,29 3,67 0,21 0,56 2,06 5,NPK 1,61 7,22 0,33 1,49 4,12 18,NPK+ЭБ 1,59 7,36 0,34 1,59 4,82 22,НСР 0,95 0,12 0,03 0,При комплексном применении минеральных удобрений увеличилось в среднем процентное содержание фосфора более чем на 50% (2004-05гг.), но с применением ЭБ изменений не происходило. Фитогормон повышает процентное содержание калия в соломе ячменя, что существенно сказывается на выносе этого элемента с урожаем.

солома При несбалансированном питании использование фитогормона ЭБ привело к повышению содержания азота в зерне в среднем на 30%. Это повлияло и на вынос азота с урожаем (Табл.14). На фоне сбалансированного минерального питания при применении этого фитогормона содержание азота по сравнению с контролем не изменялось, тогда как вынос элемента в этих вариантах возрастает, что связано с увеличением урожая зерна. Это свидетельствует о влиянии регулятора на продуктивное использование азота растениями на сбалансированном минеральном фоне и выравнивающем его действии в случае дисбаланса по питательным элементам.

Табл. 14. Содержание NPK в зерне и вынос этих элементов с урожаем (2004г) Вариант Азот Фосфор % вынос, мг % вынос, мг N 1,4 2,03 0,37 6,N+ЭБ 1,8 3,89 0,49 8,NPK 1,8 2,63 0,53 7,NPK+ЭБ 1,9 3,96 0,65 12,НСР 0,95 0,14 0,Таким образом, сопоставляя ряд исследуемых в опытах факторов, по изменению процентного содержания азота в зерне ячменя, установлены следующие закономерности (аналитические данные 2006г):

• происходит снижение процентного содержания азота в зерне ячменя при дополнительной обработке посевного материала фитогормоном ГА3, и при этом увеличивается масса соломы, но не изменяется урожай зерна;

• проявляется тенденция к снижению процентного содержания азота при дополнительном внесении в почву цинка;

• фолиарное использование раствора ЭБ (если оптимизация питания не достигается) сопровождается увеличением содержания азота в зерне.

Использование ЭБ (в 2005-2006гг.) на фоне сбалансированного питания приводит к увеличению содержания общего азота (с 2,6% до3,2%), однако процент белкового азота может понижаться (с 2,3 до 2,0%) (Табл. 15).

Табл. 15. Влияние ЭБ на содержание белка (%) в зерне ячменя Варианты N N % Белок общий белкового белковый азота от общего N 2,5 1,9 76 11,N +ЭБ 2,9 2,1 72 12,13,NPK 2,6 2,3 NPK +ЭБ 3,2 2 63 НСР0,95 0,3 0,Причем установленная закономерность не существенна при эффективном действии ЭБ на фоне дефицита питательных элементов. Содержание белка в зерне ячменя при использовании ЭБ на фоне внесения только минерального азота увеличивается на 11%, а на фоне NPK снижается на 13% (Табл. 15).

Использование ЭБ сопровождается устойчивой тенденцией к снижению содержания аминокислот в зерне (вариант 2 и 4)(Рис.9). Причем в варианте №при несбалансированном питании растений снижение по содержанию аминокислот более значимо (по сравнению с контрольным №1), чем в варианте №4 с внесением NPK (по сравнению с №3).

5,№4,№4,№3,№3,2,2,1,1,0,0,Примечание: Указанным номерам соответствуют следующие варианты: №1 – N; №2 – N+ЭБ; №3 – NPK; №4 – NPK+ЭБ Рис. 9. Содержание аминокислот в зависимости от использования ЭБ на разном уровне минерального питания Следует отметить, что при использовании ЭБ происходит увеличение в зерне следующих 5-ти аминокислот: аспарагиновой кислоты, аланина, глицина, серина и цистина (Рис.10).

NPK+ЭБ NPK N+ЭБ N 18,5 19 19,5 20 20,5 % Рис. 10. Изменение процентного содержания суммы некоторых аминокислот (Ala, Asp, Gly, Cys, Ser).в зерне ячменя Самое высокое содержание в образцах зерна глютаминовой кислоты - 28%, затем пролина - 12%, лейцина - 7,5% и фенилаланина - 6%. Установленная тенденция при использовании ЭБ к снижению содержания некоторых t r r y e p g u l la is l y r Ile ys ys Val A H T Ser G Th G Pro Me L A Leu C Ph As стрессовых аминокислот (пролина, изопролина, фенилаланина) в случае несбалансированного питания подтверждает протекторное действие фитогормона.

Содержание фосфора в зерне при внесении в почву NPK (0,53-0,65%) увеличилось по отношению к результатам в вариантах при внесении только азотных удобрений (0,37-0,49%). Наибольшее потребление фосфора отмечается на фоне NPK в варианте с обработкой ЭБ. Содержание фосфора в зерне увеличилось на 23%, а вынос фосфора в этом варианте увеличился на 61%. В варианте на фоне N с использованием ЭБ содержание фосфора в зерне увеличилось на 39% (Табл.14).

Изучение влияния ЭБ в вариантах с высоким (2NPK) уровнем питательных элементов сопровождалось значительным повышением эффективности его использования по сравнению с оптимальным уровнем.

Однако по содержанию питательных элементов в растении, наряду с выраженными изменениями, установлена высокая вариабельность внутри опытных вариантов.

Таким образом, ЭБ положительно влияет на формирование урожая ячменя, воздействуя на процессы обмена в растении. Эффективность этого действия связана с оптимизацией питания, характеристикой, изменяющейся в условиях внешней среды и развития растений. Отклонение от оптимума по обеспеченности растений питательными элементами (N, P, K, Zn) усиливает эффективность действия фитогормона.

4. Протекторные функции 24-эпибрасиинолида Исследованиям неспецифических защитных механизмов БАВ к стрессам уделяется значительное внимание, но многое остаётся не ясным. В материалах по функциональному действию ЭБ особенно привлекает его роль в регуляции адаптации растений к совместному влиянию постоянно изменяющихся абиотических факторов внешней среды.

Роль фитогормона в системе почва - растение в сочетании с высокой концентрацией цинка в почве Целесообразно рассмотреть роль ЭБ в усилении защитных механизмов растений, связанных с поступлением избыточных количеств биофильных элементов, которые могут создавать не только стрессовую среду для растений, но и представлять угрозу для человека. В связи с чем, целесообразность рассмотрения действия высокой дозы цинкового удобрения в системе почва - растение в совокупности с экзогенным применением фитогормонов ЭБ или ГАочевидна.

Результаты серии вегетационных опытов (2003-2006гг) показали, что применение хелатной формы цинка (5мг/кг) положительно влияет (p0,05) на формирование биомассы корней и наземных органов растений горчицы и ячменя на слабоокультуренных дерново-подзолистых почвах (рис.11).

Обработка растений ЭБ способствовала увеличению массы корней и надземной части растений у горчицы (на 29 и 20%) и ячменя (20 и 11%) соответственно.

0,0,0,0,0,0,0,0,корни зел.масса корень зел.масса Контроль Zn горчица ячмень Рис. 11. Влияние цинковых удобрений на биомассу растения (г) Внесение цинковых удобрений приводит одновременно к снижению содержания цинка в корнях горчицы белой по сравнению с контролем на 54 % (в 0,5 раза), а в побегах содержание увеличивается на 153 % (1,5 раза). Таким образом, внесение цинка послужило основанием перераспределения этого элемента по органам растений из корней в побеги (Рис. 12), преодолев основной физиологический барьер «корень – надземная масса» для растений такого типа питания. Горчица является признанным фиторемедиантом, активно поглощающим питательные элементы из почвы.

Данные по содержанию цинка в ячмене подтвердили стратегию питания этой культуры по другому типу. Более значимо усиливалась адсорбция и поступление цинка в корневую систему (в 9,5 раз) по сравнению с надземной массой (в 4,9 раз). Для растений семейства злаков индуцирование поступления элемента из почвы в растение явилось основным звеном поглощения.

Концентрация цинка в почве, корнях и зел.массе, мг/кг 250,200,150,0 почва мг/кг корень мг/кг 100,0 зел.масса мг/кг 50,0,Контроль Zn Контроль Zn Ячмень Горчица Рис. 12. Перераспределение содержания цинка при дополнительном его внесении в почве, корневой системе и зелёной массе Более высокие концентрации цинка (25 мг/кг, д.в.) снижали всхожесть семян и угнетали рост ячменя в варианте (NPK+Zn). ЭБ снимал угнетение по биомассе и формированию колоса, вызванное применением высокой концентрации цинка. Повышенная обеспеченность питательными элементами с внесением микроэлемента (2NPK+Zn) оказала позитивное влияние на массу соломы и колосков на 31% и 33% соответственно, по сравнению с действием цинка на оптимальном уровне питания (NPK+Zn). Эффективность же действия ЭБ в этом комплексе (2NPK+ ЭБ Zn) не проявилась.

Изучено влияние цинка на содержание основных элементов минерального питания: азота, фосфора и калия в растении. Содержание азота в соломе ячменя от применения ЭБ и цинка на фоне внесение NPK не изменялось. Содержание же азота в соломе ячменя на повышенном уровне минерального питания увеличивалось в варианте 2NPK+Zn в 2,5 раза (биомасса повысилась на 33%) по сравнению с вариантом NPK+Zn. Применение фитогормона в опытных вариантах (2NPK+Zn+ЭБ) несколько снизило содержание азота (биомасса по сравнению с оптимальным уровнем повысилась всего на 11%), что повлияло на вынос азота с биомассой (Рис.13а). Содержание калия в соломе достоверно повысилось в варианте с совместным применением ЭБ и Zn на повышенном уровне минерального питания в 1,5 раза по сравнению с 2NPK+Zn, что свидетельствует о влиянии фитогормона на калийный статус в растении.

3,0 0,0,2,0,2,0 0,0,1,0,1,0 0,0,0,0,0,0 0,NPK NPK + ЭБ NPK Zn NPK+ ЭБ 2NPK Zn 2NPK+ ЭБ Zn Zn N,% вынос г/сосуд 3,0 0,0,2,0,2,0,1,5 0,0,1,0,0,0,0,0 NPK NPK + ЭБ NPK Zn NPK+ ЭБ 2NPK Zn 2NPK+ ЭБ Zn Zn N% вынос г/сосуд Рис. 13 (а-b). Содержание азота в ячмене и вынос с урожаем соломы (а) и зерна (b) вынос азота % N в соломе % N в зерне вынос азота Содержание азота в зерне ячменя снижается на фоне внесение NPK при применении цинка на 43%. Совместное применение цинкового удобрения с последующей обработкой ЭБ приводит к нивелированию этого эффекта, и содержание азота снижается всего на 18% по сравнению с NPK (Рис.13b).

Таким образом, фитогормон оказывает позитивное действие на поглощение азота, что, вероятно, обуславливает и снятие токсичности, вызванное высокой концентрацией цинка, которая проявилась в снижении урожая.

Знания механизмов поступления и распределения цинка в растении и способов гормональной регуляции этих процессов необходимы для решения теоретических и практических задач по фиторемедиации. Для исследования действия высоких концентраций цинка использовано цинковое удобрение «Рексолин-Zn15» в заведомо высокой дозе (25-50мг/кг д.в.). Превышения рекомендованной дозы цинкового удобрения (в 5 и более раз, в соответствии с утверждёнными регламентами), обуславливают фитотоксичность опытных растений горчицы белой (Sinapis alba). Под действием Zn на фоне оптимальной обеспеченности почвы питательными элементами установлено снижение биомассы корней на 32%, зеленой массы на 18%, стручков на 71% по сравнению с контрольным вариантом NPK. На повышенном уровне минерального питания (2NPK) фитотоксичность более выражена, и произошло снижение биомассы корней на 69 %, зеленой массы на 60%, урожай стручков снизился на 70%. Использование ЭБ приводило к значимому увеличению массы всех органов растения, что свидетельствует о снижении фитотоксичности (Табл.16).

Табл. 16. Влияние ЭБ в комплексе с макро- и микроудобрениями на биомассу горчицы белой (средняя масса в г /1 растение) Вариант Корни Зеленая масса Стручок NPK 0,25 1,71 1,NPK+ЭБ 0,32 1,83 1,NPK+Zn25 0,17 1,40 0,NPK+ЭБ+Zn25 0,24 1,65 0,2NPK 0,32 2,40 1,2NPK+ЭБ 0,42 2,12 1,2NPK+Zn25 0,10 0,97 0,2NPK+ЭБ+Zn25 0,23 2,16 1,НСР 0,05 0,04 0,21 0,Применение цинковых удобрений закономерно увеличивает концентрацию цинка в почве независимо от обеспеченности почвы основными питательными элементами. Так, на фоне NPK содержание Zn изменяется от 20,3 до 45,3 мг/кг при увеличении концентрации питательных элементов (2NPK) от 21,1 до 45,7 мг/кг (Табл.17). В поступлении и распределении цинка в различные органы растения наблюдаются следующие закономерности: на фоне NPK применение хелатной формы ведёт к повышению содержания цинка во всех органах растения. Использование ЭБ сопровождается снижением концентрации Zn в корнях и надземной части растений, не влияя на концентрацию в стручках горчицы. На фоне 2NPK применение цинковых удобрений ведёт к резкому повышению содержания цинка в корнях и биомассе, но не влияет на его содержание в стручках. Использование ЭБ снижает концентрацию Zn в корнях и надземной части, но усиливает его атрагирование в репродуктивные органы растения.

Табл. 17. Содержание Zn в почве и растении горчицы белой, мг/кг Зелёная Вариант Почва Корни Стручки масса NPK 20,3 93,5 221,3 105,NPK+ЭБ 19,7 95,8 172,4 96,NPK+Zn25 45,3 140,4 268,7 172,NPK+ЭБ+Zn25 46,7 118,6 233,5 169,2NPK 21,1 86,8 209,8 89,2NPK+ЭБ 17,6 114,3 225,2 109,2NPK+Zn25 45,7 326,4 501,1 92,2NPK+ЭБ+Zn25 45,0 175,8 442,5 252,НСР 0,05 7,9 8,6 69,5 8,Как на оптимальном, так и на высоком уровне обеспеченности почвы питательными элементами использование ЭБ (вегетационные опыты 20062007гг.) в случае высокой концентрации цинка в почве оказало экологическое действие на его содержание в корнях и зелёной массе горчицы белой. Учитывая положительную роль ЭБ в снижении фитотоксичности, что сопровождается увеличением урожая, можно рассматривать его использование как способа усиления адаптации растений к данному стрессу и как способ усиления выноса цинка из почвы с целью её очистки. Следует также подчеркнуть роль ЭБ при внесении цинка на фоне 2NPK в повышении урожая горчицы (за счет усиления устойчивости, возможно, к концентрационному стрессу в процессе вегетации) и в усилении поступления цинка в репродуктивные органы тест - растения. Это является демонстрацией участия ЭБ в поступлении и переориентации процессов транспорта Zn внутри растения. Данные результаты могут рассматриваться как способ регуляции процессов фиторемедиации.

Эффективность ЭБ при загрязнении почвы ТМ Установлено протекторное действие ЭБ к негативному антропогенному действию (присутствию в агроценозе ТМ).

Установлено и подтверждено патентом протекторное действие ЭБ в случае полиметаллического загрязнения агроценоза (Cd, Zn, Сu, Pb). На опытных полях АО «Агропредприятия Новокосино» (г.Люберцы) выполнены полевые опыты с овощными культурами: морковь (сорта Рогнеда), свекла столовая (сорта Бордо) и картофель (сорта Невский). Почвы песчаные дерновослабоподзолистые. Агрохимическая характеристика: рН – 5,8; P2O5 – 330мг/кг;

K2O – 180мг/кг, гумус – 3,1%. Изучена возможность использования ЭБ для повышения качества продукции в агроценозе после внесения осадков сточных вод (ОСВ), что привело к превышению в почвах ПДК по ряду элементов (кадмий, свинец, цинк) в несколько раз (в 1,5 – 15).

Применение регулятора роста в период бутонизации культур снижало концентрацию ТМ в корнеплодах и клубнях картофеля и усиливало вынос их с зелёной массой растений. Весьма значимое защитное действие ЭБ оказал на снижение концентрации Cd в корнеплодах моркови (более чем в 2 раза), что привело, соответственно, и к значительному снижению в них суммарной токсичности, установленной по биотесту (Рис. 14).

1ТМ в почве ТМ в токсичность,% корнеплоде Zn +ЭБ Cd +ЭБ Примечание: культура – морковь, представлено процентное изменение относительно контроля концентрации ТМ; варианты без штриховки концентрация Zn в почве и растениях;

без штриховки данные по Cd Рис. 14. Протекторное действие ЭБ в случае полиметаллического загрязнения агроценоза Связь Cd c применением ЭБ подтвердилась и в серии лабораторных экспериментов (исследования выполнены совместно с Институтом физиологии растений) на культуре Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля) из семейства – Brassicacea. Изучали эффективность действия ЭБ на фоне высокой концентрации Cd (1,25 и 2,5 мг/л) в питательной среде. Объектами исследования служили полученные на основе двух географических рас (Columbia и Lansberg) мутанты: ETЭ – суперпродуцент незаменимой аминокислоты метионина и АВА – мутант с пониженным содержанием стресс - гормона абсцизовой кислоты (АБК). Что позволило оценить влияния ЭБ не только на продукционные процессы, но и рассмотреть возможный механизм его действия на растения.

Установлено: особенно чувствительной к накоплению биомассы была географическая раса Colambia и полученный на её основе дефицитный по АБК мутант АВА. Использование ЭБ в концентрации 10-9М привело к стимуляции ростовых процессов (накоплению биомассы), повышению содержания хлорофиллов. О защитных реакциях на воздействие стресс факторов судили по накоплению в надземных частях растений (розетка листьев) аминокислоты пролина, которая обладает осмопротекторным действием на важнейшие макромолекулы клетки (белки, ферменты, мембраны и др.). Внесение в среду Cd изменило содержание пролина в растениях, а экзогенное использование ЭБ снижало аккумуляцию пролина (по отношению к варианту с Cd) у линии ЕТЭ, и при этом снижалось содержание хлорофиллов (Табл.18). Однако эти процессы не приводили к усилению угнетения биомассы, что, возможно, связано с серосодержащей аминокислотой метионином, которая является одним из источников синтеза антистрессового фитогормона этилена.

Увеличение биомассы происходило в основном у типа Columbia и линии АВА и сопровождалось увеличением суммы хлорофиллов при неизменной концентрации пролина. Высокая чувствительность мутанта АВА, дефицитного по АБК на ЭБ, свидетельствует о взаимосвязи этих двух фитогормонов в растении. Таким образом, можно предположить, что протекторное действие ЭБ обусловлено его связью с другими антистрессовыми фитогормонами.

Табл. 18. Проявление защитного эффекта ЭБ (10-9М) у Arabidopsis taliana L. при действии на растения токсических концентраций Cd (1,25 мг/л) Название линий Варианты в % к контрольному варианту опыта Накопление Содержание Накопление биомассы хлорофиллов пролина а b Columbia Cd 15 28 49 2(дикий тип) Cd+ЭБ 54 51 71 2ЕТЭ Cd 15 33 19 2(сверхпродуцент Cd+ЭБ 19 13 4 1метионина) Lamsberg Cd 20 13 21 3(дикий тип) Cd+ЭБ 16 37 60 2АВА Cd 12 27 28 2(тип дефицитный Cd+ЭБ 43 11 119 2по АВК) Эффективность защитного действия ЭБ при низких температурах Изучено адаптогенное действие ЭБ по отношению к биотическому стрессу - пониженным температурам. В краткосрочном вегетационном опыте опрыскивание раствором ЭБ (10-9М) растений ячменя перед заморозками увеличило вегетативную массу на 10%. Установлена корреляция массы с водоудерживающей способностью, которая увеличивалась на 3 - 7% (Рис.15).

Применение ЭБ оказало позитивное действие на поступление основных питательных элементов в растение. Произошло увеличение содержания азота с 2,9 до 4,1%, фосфора с 1,02 до 1,51%, калия с 4,3 до 4,8%.

2,9 2,8 43,2,7 2,6 42,2,5 2,4 41,2,3 2,2 40,контроль ЭБ ЭБ* ГА3 ГА3+ЭБ* ЭБ-ГА3 ЭБ-ГА3+ЭБ* г мл Рис. 15. Влияние фитогормонов на биомассу (г) и поглощение воды (мл) растением в условиях холодового стресса Для интерпретации механизма действия ЭБ выполнена серия лабораторных экспериментов. Одной из первых регистрируемых реакций растительной клетки на обработку экзогенными фитогормонами является гиперполяризация мембран и активация протонной помпы. Эксперимент заключался в выдерживании высечек корнеплода столовой свеклы при минусовой температуре и учету выхода бетацианина. Обработка высечки из тестируемого растительного образца в условиях низких температур повышала проницаемость мембран и увеличивала выход бетацианина. Схема экспериментов имитировала разную временную обработку физиологически активным веществом ЭБ до и после температурного стресса. Выдерживание высечек в растворе ЭБ привело к резкому уменьшению выхода бетацианина (>30%). При предварительном использовании ЭБ снижение в проницаемости мембран удерживалось более длительный период (через 24 час. выход бетацианина на 10% ниже контроля) (Рис.16).

Не исключено, что эффект ЭБ на протонную помпу опосредован через модификацию липидного состава мембранной фракции. Об этом свидетельствуют изменения, полученные по содержания жирных кислот (методом ГХ-МС) в образцах проростков картофеля. Под действием ЭБ происходит увеличение концентрации ненасыщенных жирных кислот:

линолевой на 1,9% (с 11,8 до13,7), линоленовой - на 1,4%(с 12,4 до 13,8), тогда как содержание пальмитиновой кислоты, являющейся основным компонентом жирных кислот в проростках картофеля – оставалось неизменным (21,5%).

г мл Примечание: сплошная линия – использование ЭБ после, пунктирная – до действия низких температур Рис. 16. Изменение процентного содержания выхода бетацианина Следовательно, 24-эпибрассинолид по результатам экспериментов можно использовать для смягчения холодового стресса.

Таким образом, ЭБ нивелирует влияние резкого снижения температуры и негативного действия ТМ на растения, а эти факторы способны существенно повлиять на оптимизацию питания.

Выводы 1. Устойчивость агроценоза к стрессовым факторам регулируется комплексом агрохимических средств (минеральные удобрения и регуляторы роста растений). РРР способствуют выравниванию воздействия многих негативных факторов, что позволяет полнее реализовать потенциальные возможности растений.

2. ЭБ способствует усилению устойчивости и экспрессной адаптации растений к постоянно меняющимся условиям их произрастания.

Воздействие экзогенного 24-эпибрасинолида в агроценозе на растения повышает сбалансированность их роста и развития в зависимости от уровня питания. Эффективность экзогенного ЭБ повышается в условиях отклонения от оптимальной обеспеченности растений питательными элементами.

3. Применение 24-эпибрассинолида повышает устойчивость при краткосрочном неблагоприятном температурном воздействии на растение благодаря снижению проницаемости мембран и повышению содержания связной воды. ЭБ смягчает влияние холодового стресса молодых растений ячменя, обработанных препаратом до снижения температуры.

4. Негативное влияние высоких концентраций цинка нивелируется экзогенным применением ЭБ. Использование ЭБ на фоне высоких доз хелатных цинковых удобрений снижает фитотоксичность ячменя (Hordeum vulgare L.) и горчицы белой (Sinapis alba L.) (повышает биомассу) и изменяет содержание цинка в растении, усиливая барьерные функции растений путём регуляции и перераспределения его поступления по органам.

5. Применение ЭБ способствует защите растений от воздействия ТМ (Cd).

В ответ на подавляющее действие Cd на растения Arabidopsis thaliana установлено восстанавливающее действие фитогормона ЭБ на процесс фотосинтеза; о позитивных изменениях свидетельствует также содержание пролина; установлена высокая отзывчивость по абсцизовой кислоте (АБК).

6. Протекторное действие 24-эпибрассинолида проявляется при полиметаллическом загрязнении агроценоза. Его экзогенное воздействие на вегетирующие растения (фаза кущения или цветения) снижает концентрацию ТМ в корнеплодах и клубнях картофеля.

7. Применение 24-эпибрассинолида совместимо с использованием гиббереллина. Это может приводить к позитивным дополнительным изменениям по всхожести, формированию биомассы и урожая, в зависимости от условий превалирующего действия соответствующего регулятора роста растений.

8. ССС, оказывая действие на рост и развитие растений, опосредованно влияя на процессы обмена, поглощение питательных веществ растением, изменяя структуру микробного сообщества, воздействует на окружающую среду и агроценоз в целом.

9. Применение ретарданта хлорхолинхлорида обеспечивает защиту от возможного токсичного действия ХСЗР в агроценозе. Химические средства защиты растений негативно изменяют характеристики окружающей среды, но в комплексе с удобрениями и хлорхолинхлоридом опасность этого действия ослабевает.

10. Методы экологической оценки состояния агроценоза должны включать комплекс биотестирования для суммарной характеристики (позитивных и негативных изменений) объекта (почвы, растения, урожая), что позволяет не только выявить токсичность антропогенных факторов (в конкретном примере действие ХСЗР, ТМ), но и стимулирующее действие среды обитания (в представленной работе – ССС).

11. Автоматизация биотестирования – необходимое условие выявления достоверной специфичности и активности БАВ. Доступность метода позволяет предварительно установить активнодействующую концентрацию используемых РРР и прогнозировать их антистрессовое действие.

Заключение Понимание экологической агрохимии как науки о функционировании агроценоза, изучающей взаимоотношение растения с окружающей средой, условия развития и равновесия системы, заставляет обратиться к изучению роли регуляторов роста (РР) в адаптации растений к внешним факторам.

Толерантность системы почва - растение в агроценозе является ведущим условием высокого урожая. Регуляторная роль в устойчивости и защите агроценоза изучена на примере БАВ (24-эпибрассинолид, гиббереллин). Их функционирование и эффективность регуляторного действия в системе почва - растение связана с рядом абиотических (температура, обеспеченность питательными элементами, и др.) и антропогенных (поллютанты, ксенобиотики) изменяющихся факторов окружающей среды.

Комплекс агрохимических и экологических исследований предполагает расширение методических подходов. Широкое использование методов биотестирования для суммарной характеристики функционирования агроценоза позволило выявить протекторные особенности действия химически синтезированных регуляторов роста растений, которые в настоящее время широко внедряются в практику сельского хозяйства. Динамичность факторов, воздействующих на растение (экологическая нагрузка), усиливается: резкие климатические колебания, антропогенное действие, которое выражается как в позитивном влиянии (удобрения, ХСЗР), так и негативном (загрязнение окружающей среды).

Изучены особенности протекторного действия ССС при высокой нагрузке агроценоза ХСЗР. Выявлено снижение суммарной токсичности в почве, корневой системе, растении и репродуктивных органах при использовании ССС. Установлена зависимость биологической активности по биотесту от используемого в агроценозе комплекса в зависимости от системы питания растений. Следовательно, фолиарное воздействие ССС влияет на метаболизм растения, изменяет активность его функционирования (роста, поглощения и корневого выделения), что активно влияет на динамику микробного сообщества. Таким образом, регулятор роста, воздействуя на одно звено системы ценоза, изменяет или влияет опосредованно на характеристики среды обитания. С этим экспрессным выравнивающим и системным воздействием связано интенсивное внедрение регуляторов роста в практику сельского хозяйства.

В экспериментах доказана важная экологическая роль экзогенного использования фитогормона ЭБ. Экологическая выраженность его действия не только в установленном усилении адаптации растений к поллютантам (Cd) и низким температурам, но и обусловлена его регуляцией к фактору обеспеченности почвы питательными элементами (макро – NPK и микро – Zn) в процессе роста и развития растений в агроценозе. Под влиянием абиотических факторов внешней среды (температура, влажность, освещенность и др.) сдвигается оптимум, созданный в агроценозе искусственно (обеспеченность растений элементами минерального питания). И это происходит постоянно в процессе роста и развития растений. 24эпибрассинолид участвует в регуляции адаптации растений к постоянно меняющемуся комплексу этих зависимых между собой факторов.

Эффективность его действия повышается, когда создаются условия дисбаланса по питательным элементам и в случае высокой обеспеченности питательными элементами. Он оказывает регуляторное действие при высоких или низких концентрациях цинка в почве. Участвует в процессе повышения устойчивости растений к низким температурам. Прослеживаются и другие экологические функции этого фитогормона. Использование ЭБ совместимо с ГА3.

Эффективность от их совместного использования проявляется в персональном вкладе каждого из них в выполнение определённых функций в онтогенезе растения.

Развитие и унификация методов биотестирования способствует выполнению экологических исследований по функционированию агроценоза, в котором задействован комплекс агрохимических средств (ингибиторов и стимуляторов). Необходимость автоматизации и модификации методов биотестирования связана с изучением активности биопрепаратов или определения токсичности действия химических веществ и прогнозирования их действия на систему почва - растение.

Summary Еcological agro-chemistry is a science about agro-cenosis the functioning, which studies the interaction of plants with the environment, the conditions of development and balance of the system and studies growth regulators (GR) in adaptation of plants to outer factors. Tolerance of the system “soil-plant” in agrocenosis is the key condition of high yield. These functions in soil are accomplished mainly by humus component, and in the plant – by complex of biologically active compounds (e.g. by phyto-hormones). Regulatory role in the resistance and protection of agro-cenosis is studied in the example of several bio-preparations (ССС) and biologically active substances (24-epibrassinolide, gibberellins). Their functioning and efficiency in “soil - plant” system is connected with a series of abiotic (temperature, providing with nutrient elements, etc.) and anthropogenic (pollutants, xenobiotics) variable factors of the environment.

The complexity of agro-chemical and ecological studies presupposes the widening of methodical approaches. The wide use of bio-testing methods for summary characteristics of agro-cenosis functioning allowed the revealing of protective peculiarities of chemically synthesized plant growth regulators of the effect, which are widely implemented today into the practice of agriculture. Effect of dynamic factors on the plant (ecological load) is increasing: sharp climatic fluctuations, anthropogenic effect is manifested positively (fertilizers) and negatively (environmental pollution).

The protective effect peculiarities of ССС were studied at a high load of agrocenosis by chemical means of plant protection. It with The reduction of total toxicity in soil, root system, in plant and reproductive organs were revealed during using ССС. Correlation of biological activity by bio-test with the bio-complex used in agro cenosis, was found, depending on the plant nutrition system. Therefore, foliar effect of ССС influences on the plant, changes the activity of root system functioning (growth, absorption and root excretion), that actively effects on the dynamics of microbial association. Thus, the growth regulator, effecting on one link of cenosis system, clearly changes or influences on the inhabitance medium characteristics.

Intensive implementation of plant growth regulators into the practice of agriculture is connected with their expressive, smoothing and systematic effect.

The important ecological role of exogenous use of EpiBS phyto-hormone was proved experimentally. Ecological expression of its effect is not only in the established enhancement of plant adaptation to the pollutants (Cd) and low temperatures, but also is stipulated by its regulation to the factor of soil providing of with nutritive elements (macro – NPK and micro – Zn) in growing and development of plants in agro-cenosis. The optimum created in agro-cenosis artificially (providing plants with elements of mineral nutrition) is shifting under the influence of abiotic factors of external medium (temperature, humidity, light, etc.). And it constantly occurs in the process of growth and development of plants. Phyto-hormone 24epibrassinolide takes part in the regulation of plant adaptation by constantly changing the complexity of these factors, depending on each other. Efficiency of its effect increases when the nutrient element unbalance conditions, are created, in case of high nutrient elements providing. It causes regulatory effect when concentrations of zinc is high or low in the soil. It participates in the process of increasing plant resistance to low temperatures, and also other ecological functions of this phyto-hormone are revealed. Use of EpiBS is compatible with phyto-hormone gibberellins. Efficiency from their joint use is manifested in personal contribution of each to the performance of definite functions in plant ontogenesis.

Development and unification of bio-testing methods promote performance of ecological studies of the functioning of agro-cenosis, in which the complex of agrochemical means (inhibitors and stimulators) is involved. Necessity of automatization and modification of these methods is also expressed in the assessment of biopreparation activity or determination of the toxicity of chemical substance concentration for the prognosis of their effect to the system “soil – plant”.

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

Статьи в периодических изданиях:

1. Воронина Л.П., Перелыгин В.М. Гигиенические аспекты применения удобрений в сельском хозяйстве// Химия в сельском хозяйстве, 1982, № 3, С.14-15.

2. Воронина Л.П. Гигиеническая оценка нитратов в почве по транслокации их в растения // Гигиена и санитария, 1988, №1, С.39-41.

3..Перелыгин В.М, А.В.Вотяков, Л.П. Воронина. Токсикологическая оценка нитратов, поступающих в организм с растительными продуктами // Биологические науки, сер. Биология, 1988, №7, С.21-25.

4. Ремпе Е.Х., Минеев В.Г., Воронина Л.П., Коваленко Л.Н Экологические последствия применения химических средств защиты растений при возделывании картофеля на дерново-подзолистых почвах // Агрохимия, 1989, №7, С.37-41.

5. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П., Коваленко Л.В. Определение суммарной токсичности почвы, корневой системы и конечной продукции при применении ХСЗР: методика и результаты // Вестник сельскохозяйственной науки, 1991, №6, С.63-70.

6. Ремпе Е.Х., Минеев В.Г, Воронина Л.П., Бутин И.А. Способ снижения негативного последействия пестицидов в почве и сельскохозяйственных культурах // Патентоведение 1991, №5, С.132-140.

7. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П., и др. Экологические последствия применения химических средств в земледелии // Агрохимия, 1991, №8, С.96-104.

8. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П. Биотест для определения экологических последствий применения ХСЗР // Доклады ВАСХНИЛ. 1991, №7, С.5-10.

9. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П., Оценка экологического последействия применения химических средств защиты растений // Почвоведение, 1992, №12. С.61-70.

10. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П. Оценка хлорхолинхлорида как фактора снижения токсичности пестицидов, ж.Агрохимия 1993, №7, С.75-82.

11. Воронина Л.П., Н.О.Сокольская, Л.В.Кривошеева, А.Н.Хесина. Оценка влияния комплекса средств химизации на образование канцерогенных N-нитрозоаминов и их предшественников в почве и растительности // Экспериментальная онкология,1994, №2-3, том 16, С.128-131.

12. Воронина Л.П. Нитраты в овощной продукции // Картофель и овощи, 1997, №5, С.28-29.

13. Воронина Л.П. Чернышева Т.В, Научное обоснование применения эпина // Картофель и овощи.

1997, №3. С.29.

14. Воронина Л.П., Ремпе Е.Х., Батурина Л.К. Регуляторы роста растений как фактор снижения негативного действия пестицидов // Агрохимия. 1999. №3, C.64-15. Воронина Л.П., Малеванная Н.Н. Продолжительность обработки семян редиса, огурца, овса, препаратом циркон в различной концентрации // Доклады РАСХН. 2002, №5, С.21-22.

16. Воронина Л.П.; Павлов К.В. Действие гиббереллина на накопление биогенных элементов райграсом при разных уровнях минерального питания // Агрохимия. 2004, №11, С.50-53.

17. Шабаев В.П., Воронина Л.П. Урожай и качество зерна озимой пшеницы при внесении смешанной культурой бактерий рода Pseudomonas на фоне возрастающих доз азотного удобрения // Доклады РАСХН. 2007, №5. С.26-28.

18. Воронина Л.П. Чурикова В.В., Закирова А.Ф. Влияние ЭБ на адаптацию растений к низким температурам // Доклады РАСХН. 2006, №3, С.18-20.

19. Черемных Е.Г., Воронина Л.П. Автоматизация биотестирования на основе обработки изображения // Вестн. Моск. ун-та. Сер.17., Почвоведение. 2007. №3, С.47-49.

20. Воронина Л.П. Стероидные гормоны растений// Наука в России, 2008, №4, С.19-26.

21. Воронина Л.П., Закирова А.Ф., Эффективность экзогенного использования фитогормонов с учетом уровня минерального питания // Агрохимия. 2008. №3, С.27-33.

Статьи в сборниках:

22. Практикум по агрохимии, Из-во Московского Университета, 760с. (в соавт. Минеев В.Г, Сычев В.Г., Амельянчик О.А., Болышева Т.Н. и др.) 23. Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве.

Из-е 2-е (дополненное), 1982 (в соавт. Перелыгин В.М., Тонкопий Н.И., Перцовская А.Ф., и др.).

24. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве (ПДК)., Москва, 1985 (в соавт. Перелыгин В.М., Тонкопий Н.И., Перцовская А.Ф., и др.).

25. Воронина Л.П. Гигиеническая регламентация нитратов в почве в связи с переходом их в сельскохозяйственные растения // Сб. Вопросы гигиены окружающей среды,1982,С.125-126.

26. Ремпе Е.Х., Воронина Л.П. Биологическая активность почв и экологические последствия применения ХСЗР// Труды Всесоюзной научной конференции «Биология почв антропогенных ландшафтов».Днепропетровск,1991.

27. Воронина Л.П. Влияние ХСЗР на токсичность продукции растениеводства // Труды научнопрактической конференции «Основные направления получения экологически чистой продукции», Горки 1992, С.70-71.

28. Ремпе Е.Х., Минеев В.Г, Воронина Л.П. Динамика токсичности в клубнях картофеля // Тр. науч.

практ. конф. "Основные направления получения экологически чистой продукции", 1992, С.69-70.

29. Ремпе Е.Х., Минеев В.Г., Воронина Л.П., Егорова Н.В.Оценка комплекса средств химизации по показателям биологической токсичности и активности ферментов в черноземе//Сб. "Основные направления получения экологически чистой продукции",1992, С.83-88.

30. Хрипач В.А., Малеванная Н.Н., Воронина Л.П. Средство для снижения накопления ТМ в сельскохозяйственных культурах// Патентоведение, 1996, №4,С.19-21.

31. Воронина Л.П., А.Н.Хесина, Н.Н.Сокольская. Влияние средств химизации на образование летучих N-нитрозаминов и их предшественников в почве и растительности// Сб. «Плодородие почвы и качество продукции при биологизации земледелия». М.,Колос.1996. С.251-258.

32. Воронина Л.П., Малеванная Н.Н. Сравнительная характеристика действия силикатов и их совместное действие с фитогормонами //Физиология растений и экология на рубеже веков, Ярославский Государственный университет. 2003.С.192-195.

33. Воронина Л.П. Действие регуляторов роста на формирование первичной корневой системы //Агрохимия в высших учебных заведениях России. Московский университет. 2004.С.318-323.

34.. Воронина Л.П.; З.А.Короткова; А.И.Шульгин. Закономерности вегетации растений кукурузы и овса под действием гуминовых удобрений//Труды II Международной конференции " Гуминовые вещества в биосфере", Изд-во Московского Университета. 2004, С.179-181.

35. Voronina L.P.; Plants Growth Regulators with epiBS//Eurosoil-2004, 20www.search.yahoo.com/kuk.uni-freiburg.de/hosted/.../full.paperc /id926_Voronina_full.pdf 36. Воронина Л.П., Т.М.Дьяченко, С.Д.Сайхундинова, Г.П.Кукарских. Анализ состояния почв и насаждений на территории музея-заповедника «Коломенское», Материалы девятой Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы сохранения исторического и культурного наследия», Российский НИИ культурного и природного наследия им.Д.С.Лихачева.

2005.,С. 288-306 (рус.);(С.455-456, англ.).

37. Воронина Л.П. Влияние эпибрассинолида на формирование биомассы и урожая (продукционные процессы культуры) ячменя // Сб. Экологическая агрохимия. Вып.1. Московский Университет.

2006.,С.117-130.

38. Воронина Л.П., Тушмалова Н.А., Суханкова Н., Карулина О.Ю. Сравнительная токсикологическая оценка нитратов при поступлении в организм с водой и растительной продукцией//Сб. Экологическая агрохимия. Вып.1. Московский Университет. 2006.,С.203-214.

39. Воронина Л.П. Оценка совместного применения фитогормона 24-эпибрассинолида и гиббереллина// Сб. статей «Аграрная наука сельскому хозяйству». II Международная научнопрактическая конференция.Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007.В 3 кн. С. 339-342.

40. Воронина Л.П. Оценка экзогенного действия и взаимодействия фитогормона 24-эпибрассинолида с гиббереллином (А3), //Сб. материалов конференции по стероидным фитогормонам, (под редакцией Н.Н. Малеванной) М.:ЦИНАО. 2007. С.201-210.

41. Чурикова В.В.., Г.Н.Хожаинова, Л.П.Воронина. Влияние эпина на устойчивость растений к низким температурам//Сб. материалов конференции по стероидным фитогормонам, (под редакцией Н.Н. Малеванной) М.:ЦИНАО. 2007. С.87-92.

42. Воронина Л.П. Определение специфичности и активности 24 эпибрассинолида в биотестах //Сб.

материалов конференции по стероидным фитогормонам, (под редакцией Н.Н. Малеванной) М.:ЦИНАО. 2007. С.125-130.

43. Воронина Л.П. Методы фитотестирования в экологическом контроле // Сб. Экологическая оценка объектов окружающей среды методами биотестирования. МГУ. Пособие для курсов повышения квалификации. 2007. С.33-35.

44. Воронина Л.П., Морачевская Е.В., Павлов К.В. Влияние Zn и Cd на поступление питательных элементов в ячмень//Экологическая агрохимия. Вып.2.2008.С.82-92.

45. Воронина Л.П. (Обзорная статья) Гормональное действие брассиностероидов//Экологическая агрохимия. Вып.2.2008.С.92-111.

Патенты:

46. Патент RU 2119285 С1. Хрипач В.А., Малеванная Н.Н., Воронина Л.П. Средство для снижения накопления ТМ сельскохозяйственными культурами.

47. Патент RU 2019954 C1.Минеев В.Г., Ремпе Е.Х., Воронина Л.П. и др. Способ снижения негативного последействия пестицидов в почве и сельскохозяйственных культурах.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.