Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Разработка модифицированных методов выделения гуминовых веществ для получения биологических препаратов на основе вермикомпоста»
Скачать 0.53 Mb.
|
Закладка лабораторного опыта проводились по стандартной методике действующего ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственныx культур. Методы определения всхожести». Для проведения эксперимeнта были использованы семена кукурузы и сои. Семенной материал, иcпользуемый в опыте соответствовал ГОСТ Р 52325 – 2005 (Семена сельскоxозяйственных растений. Сортовые и посевныe качества. Общие технические уcловия).Для закладки опыта подобрали нужное кoличество чашек Петри (60 шт.), которые предварительно были выдержаны в сушильном шкафе при температуре 1300С в течении 1 часа для стeрилизации и последующего охлаждения. В каждую чaшку, в соответствии её диаметру, укладывался кружок фильтровальной бумaги (d=10 см). На внешней стоpoне крышек была проставлена маркиpовка каждого варианта (6 вариантов, по 5 повторностей). Варианты опыта представлены ниже: 1) дистиллированная вода; 2) биологический препарат Лигногумат Калийная марка АМ (0,001 % раствор); 3) гербицид Милагро или Пульсар 0,05 % раствор; 4) гербицид Милагро или Пульсар (0,05 % раствор) в сочетании с Лигногуматом (0,001 % раствор); 5) биологический препарат, разработанный в Испытательная лаборатории ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В.Я. Горина, получивший название БелБио-1, 0,001 % раствор; 6) Милагро или Пульсар (0,05 % раствор)+ БелБио-1 (0,001 % раствор).  Фото 1. Затем Чашки Петри переносят в термостат и при температуре 22– 25°С выдерживают в течении 4-х суток. Для предотвращения пoявления плесневых образований семена обработали 1% раствором перманганата калия (6 вариантов проб и по 5 повторностей на каждый из них).Потом в каждую Чашку Петри вносят рабочие растворы, в соответствии с вариантами опыта и маркировки объектов. Для контрольного варианта рабочей средой послужила дистиллированная вода. Все остальные рабочие растворы готовились на её основе, но с добавлением биологических препаратов Лигногумата и «БелБио-1» (0,001% раствор), а также гербицида кукурузы Милагро и гербицида сои Пульсар. После проращивания семян в чашках Петри, проростки переносят в растворы агентов, блокирующих митотический аппарат клетки, при воздействии которых останавливается рост корешка. Отобранные проростки потом используются для приготовления препаратов и их анализа. Для фиксации использовали раствор уксусный алкоголь, или, или фиксатор Кларка (3:1). Состав уксусного алкоголя следующий: абсолютный этиловый спирт или его 96%-й раствор - 3 части; ледяная 24 часа фиксатор можно использовать. Материал помещают в фиксатор, и выдерживаю от 2 до 12 часов. Во время фиксации ножницами срезают кончики корней и тут же опускают их в фиксирующую жидкость. Так как ростовые процессы наиболее прогрессивны в первые утренние часы, для получения наиболее качественных срезов фиксацию провели именно в это время. В каждую пробирку наливают 7—10 мл готового фиксатора. Устанавливают их, не закрывая пробкой, вертикально в специальную подставку и проводят фиксацию. После этого пробирки переносят в прохладное тёмное место, чтобы фиксатор под действием солнечных лучей не разлагался. В качестве фиксатора использовали один из наиболее простых – уксусный алкоголь (ацеталкоголь), состоящий из 3-х частей абсолютного спирта (этилового) и 1-й части ледяной уксусной кислоты. Время фиксации корешков было 2– 4 часа. Затем материал переносили в свежий фиксатор, в котором его хранение возможно в течение 1 месяца в холодильнике (фото 2). Раствор 4%-ного ацетокармина готовили в термостойкой колбе с водяным холодильником. Смешивали 4 грамма ацетокармина с 100 мл 50% уксусной кислоты и кипятили в течение 1 часа. Краситель фильтровали через сутки. Окрашивание позволяет выявлять внутриклеточные структуры, которые обладают повышенным сродством с определёнными красителями. Пузырёк с краской переносили в кипящую воду на 6-12 минут, после чего охлаждали до комнатной температуры. Окрашенные корешки переносили на часовое стекло в 45% уксусную кислоту. Затем окрашенный кончик корешка помещали между двумя пластинками пенопласта и с помощью лезвия делали тончайший срез. Срез корешка с помощью препаровальной иглы переносили в каплю 45%-ной уксусной кислоты и накрывали покровным стеклом. При необходимости лишнюю влагу из-под покровного стекла убирали фильтровальной бумагой. Приготовленный препарат сначала анализировали под малым увеличением микроскопа, а затем под большим. После выполнения поперечных срезов препараты фотографировались.  Фото 2. Фиксация зародышевых корешков После выдерживания в фиксаторе, материал промывали в 80%-м растворе спирта, до того момента, пока полностью не исчезнет запах уксусной кислоты. После этого лезвием делается поперечный срез кончика корня каждого образца. Препаровальной иглой срез переносят на предметное стекло и помещают его в каплю красителя с кармином. Для лучшего прокрашивания необходимо несколько секунд подождать, после чего фильтровальной бумагой удалить краситель. Приготовленный временный препарат сначала просматривают под малым увеличением микроскопа, анализируя интенсивность митотической активности точки роста корешка. Затем микроскоп переводят на большее увеличение и вычисляют площади пролиферативных тканей зародышевых корешков. В результате проведённых наблюдений, можно сделать вывод о влиянии гуминовых веществ на рост корней кукурузы сои. Методика определения биологической активности гуминовых препаратов (по ГОСТ Р 54221– 2010). Сущность данного метода состоит в увеличении массы, длины стеблей и корешков проростков под действием гуминовых препаратов по сравнению с контрольным опытом. Увеличение указанных показателей и характеризует биологическую активность гуминовых препаратов. Биологическую активность гуминовых препаратов, определяемую по увеличению массы проростков, Ба(м), вычисляют по формуле: Ба(м)=  , где м – среднее значение массы проростков под действием гуминовых препаратов; м1 – среднее значение массы проростков в контрольном опыте. Биологическую активность гуминовых препаратов, определяемую по увеличению длины стеблей, Ба(с), вычисляют по формуле: Ба(с)=  , где l – среднее значение длины стеблей проростков под действием гуминовых препаратов; l1 – среднее значение длины стеблей проростков в контрольном опыте. Биологическую активность гуминовых препаратов, определяемую по увеличению длины корней, Ба(к), вычисляют по формуле: Ба(к)=  , где l2 – среднее значение длины корней проростков под действием гуминовых препаратов; l3 – среднее значение длины корней проростков в контрольном опыте. Меры безопасности:
3. Результаты исследования 3.1. Изучение физико-химических свойств препаратов серии БелБио, находящихся на хранении в течение 12 месяцев В течение 12 месяцев препараты БелБио-1, БелБио-2 и БелБио-3 хранили в шкафу при комнатной температуре. Через 12 месяцев на дне тары бутылок по 0,5 литра в препаратах БелБио-2 и БелБио-3 появился плотный светлый осадок в небольшом количестве (фото 3).  Фото 3. Препараты серии БелБио после хранения в течение 12 месяцев Перед проведением физико-химических испытаний препараты хорошо перемешивали. Количественный состав препаратов серии БелБио варьировал по содержанию общего, аммонийного и нитратного азота, фосфора, калия и биогенных макро- и микроэлементов. рН приготовленных растворов находился в пределах 7,8–8,7. Результаты физико-химических свойств препаратов представлены в таблице 1. Таблица 1 - Физико-химический состав гумусовых препаратов после хранения в течение 12 месяцев (июнь 2013 год)
Итак, при сравнении показателей физико-химических значений выделенных из вермикомпоста препаратов серии БелБио в июне 2012 года со значениями после хранения препаратов в течение 12 месяцев при комнатной температуре в затемненном месте обнаружена их идентичность. То есть в целом условия хранения не повлияли на физико-химический состав изучаемых препаратов. Вывод: срок хранения препаратов серии БелБио составляет 12 месяцев. 3.2. Изучение комплексного влияние гумусового препарата с гербицидами на рост и развитие семян Задача: изучить возможности одновременного применения гуминовых препаратов с гербицидами при вегетативной обработке сельскохозяйственных культур. В настоящее время учеными накоплено достаточно много материала, что различные биологически активные вещества, в том числе и гербициды, могут оказывать негативное воздействие на рост и пролиферацию клеток культурных растений. Например, обнаружен ингибирующий эффект ряда гербицидов на клеточные зоны деления и растяжения главного корня, на синтез ДНК и РНК, что в целом замедляло рост растения. В связи с этим нельзя считать применение гербицидов абсолютно безопасным. В то же время нецелесообразно отказываться от их использования, так как высокая степень засоренности посевов существенно снижает урожайность культурных растений. Поэтому необходимо компромиссное решение этой проблемы, а именно: поиск биологически активных веществ, адаптогенов, способных нивелировать влияние гербицидов на пролиферативные процессы в клетках и тканях культурных растений. Целью исследований являлось изучение влияния гуминовых веществ и гербицидов на посевные качества семян сои и кукурузы, задачами – изучение биологической активности препаратов по увеличению длины зародышевых стебельков и корешков, интенсивности роста корневой апикальной меристемы проростков семян. Модельный опыт № 1. В чашки Петри помещали по 10 семян кукурузы, повторность опыта 5-кратная. Исследовались следующие варианты опыта: контроль – дистиллированная вода; 0,001% раствор Лигногумата; 0,001% раствор БелБио-1; 1% раствор гербицида Милагро; 1% раствор гербицида Милагро + 0,001% раствор Лигногумата; 1% раствор гербицида Милагро + 0,001% раствор БелБио-1. Оценку влияния гумусовых веществ на рост и развитие зародышевого корешка производили путем расчётов и сравнения площадей пролиферативных тканей меристем зародышевых корешков семян на третий день их роста. Нами были приготовлены по стандартной методике окрашенные ацетокармином препараты: поперечные срезы зоны роста и дифференцировки тканей зародышевых корешков кукурузы. Прорастанию семян предшествует так называемое состояние «наклевывания», когда не обнаруживается митотическая активность зародышевой меристемы, которая затем значительно усиливается под влиянием разных как внутренних эндогенных (например, растительные гормоны), так и внешних экзогенных факторов (например, биологически активные вещества различной природы). Оценку влияния гумусовых веществ на рост и развитие зоны роста и дифференцировки зародышевых корешков кукурузы производили путем расчётов и сравнения площадей пролиферативных тканей зародышевых корешков семян на третий день их роста. Результаты исследований представлены на рис. 1- 2.  Рис. 1. Фотография поперечного среза кончика зародышевого корешка в начальный период роста - «наклевывания» Применение изучаемого гербицида незначительно снизило пролиферативную активность клеток корневых меристем семян кукурузы (средняя площадь первичной коры составила 45,2% в контроле против 44,5% в опыте с гербицидом), а применение физиологически активных биологических препаратов позволило нормализовать состояние корневых меристем на негативном гербицидном фоне. Так, нами были выявлены следующие тенденции воздействия гумусовых веществ по сравнению с контролем: увеличение величины площади зоны с пролиферативной активностью клеток тканей зародышевого корешка в опыте с БелБио-1 на 24,3%; в опыте с Лигногуматом – на 15,0%; в опыте при одновременном воздействии БелБио-1 + гербицид – на 11,6%; в опыте при одновременном воздействии Лигногумат+ гербицид – на 8,7%. Итак, в результате проведенных исследований было установлено, что гумусовые вещества приводят к повышению пролиферативной активности клеток корневых меристем семян кукурузы.       Рис. 2. Фотографии поперечного среза через апекс зародышего корешка кукурузы (1 – эктодерма, 2 – мезодерма): А - контрольный вариант без применения гербицидов и гумусового препарата, Б - опытный вариант с применением гумусового препарата БелБио-1, В - вариант с применением препарата Лигногумат, Г - вариант с применением гербицида, Д - вариант с применением гумусового препарата БелБио–1+ гербицид, Е - вариант с применением препарата Лигногумат + гербицид. На выполненных рисунках (фотографиях) отмечены цифрами зоны первичной коры: 1 – эктодерма, 2 – мезодерма. Известно, что эктодерма состоит из трех – четырех слоев крупных плотно сомкнутых защитных клеток. Они выполняют также опорно-пропускную функцию и частично покрыты опробковевшими оболочками. Многослойная запасающая ткань мезодерма – это основная ткань первичной коры. Клетки мезодермы, как видно из рисунков, округлые, рыхлые с тонкими оболочками. Энтодерма представляет собой внутренний однорядный слой клеток. Модельный опыт № 2. Другим объектом исследования были семена сои сорта Аннушка, растворы гербицида Пульсар и гуминовых препаратов Лигногумат и БелБио-1. В чашки Петри помещали по 10 семян, повторность опыта 5-кратная. Исследовались следующие варианты опыта: контроль – дистиллированная вода; 0,001% раствор Лигногумата; 0,001% раствор БелБио-1; 1% раствор гербицида Пульсар; 1% раствор гербицида Пульсар + 0,001% раствор Лигногумата; 1% раствор гербицида Пульсар + 0,001% раствор БелБио-1. Результаты исследований представлены на рис. 3. Биологические препараты увеличивали энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян сои на 2 и 4% соответственно по отношению к контролю, нивелировали негативное действие гербицида и увеличивали всхожесть семян на 3% по отношению к опыту с гербицидом. Зародышевые корешки семян сои, обработанные биопрепаратами, были длиннее в 1,8-2,2 раза и имели наибольшую суммарную длину (табл. 2, фото 4, 5). Оказалось, что гербицид Пульсар обладает свойствами ингибировать рост не только для сорных, но культурных растений. Обнаруженный негативный ингибирующий эффект гербицида Пульсар на рост и развитие семян сои проявлялся на уровне зоны роста и дифференцировки корневых меристем зародышевого корешка: общая площадь тканей активного деления клеток в зоне первичной коры зародышевого корешка возрастала с БелБио-1 на 1,7% по сравнению с контрольным вариантом; в опыте с Лигногуматом – на 3,6%; в опыте при одновременном воздействии БелБио-1+гербицид – на 2,9% по сравнению с опытом с гербицидом; в опыте с Лигногумат+гербицид – на 3,1%.     Рис. 3 Фотографии поперечного среза через апекс зародышего корешка сои (1 – эктодерма, 2 – мезодерма): А - контрольный вариант, Б - опытный вариант с применением гербицида, В - вариант с применением препарата БелБио-1, Г - вариант с применением гербицида и препарата БелБио-1  Фото 4. Динамика роста зародышевых корешков семян кукурузы Таблица 2 – Изучение биологической активности
 Фото 5. Фото 4. Динамика роста зародышевых корешков семян сои Итак, в результате проведенных исследований было установлено, что гумусовые вещества приводят к повышению пролиферативной активности клеток корневых меристем. Хотя проведенные нами исследования не позволяют определить тонкий механизмы вмешательства гумусовых веществ в клеточный метаболизм, можно предположить, что ГВ могут активно взаимодействовать с растительными гормонами роста ауксиноксидазами и цитокининоксидазами, усиливающие цитогенетическую активность тканей. Очевидно, что такое положительное воздействие гумусовых веществ предполагает успешное применение гербицидов для уничтожения сорняков и одновременно стимуляцию роста и развития сельскохозяйственных растений с помощью биологических препаратов. Выводы: 1. Препарат БелБио-1 может применяться в смеси с гербицидами, при этом нивелируя их негативное действия на культурные растения. 2. Стимулирующий механизм действия гуминовых веществ проявляется на клеточном уровне в активизации зоны первичной коры зародышевых корешков семян. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе по программе фундаментальных... Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского Отделения Российской академии наук | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях» |
| Отчет №3 о научно-исследовательской работе по теме: «Грид-технологии» Разработка методов эффективного решения задач обработки, хранения, передачи и защиты информации | | Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка принципов... «Российский научно-исследовательский институт культурного и природного наследия имени Д. С. Лихачева» |
| Отчет о научно-исследовательской работе разработка методов макроэкономической... «Разработка методов макроэкономической оценки расходов федерального бюджета», шифр темы 0111-03-09 | | Отчет о научно-исследовательской работе разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о научно-исследовательской работе Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской... | | Отчет о научно-исследовательской работе Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005... |
 | Общие положения отчет Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,... | | Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологической... «Разработка технологической схемы получения кормовых дрожжей из свекловичного жома» |
| «Разработка технологий получения, культивирования стволовых клеток... Регионального отделения общероссийской организации малого и среднего бизнеса «Опора России» Фридман Е. М., руководитель Пермского... | | Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту... Этап второй: «Выбор направлений исследований и этап предварительных исследований по мембранным коллоидным системам» |
| Реферат Отчет о научно-исследовательской работе состоит Отчет о научно-исследовательской работе состоит из 33 рисунков, 8 разделов, 12 подразделов, 9 формул, 31 источника. Общий объем 48... | | Программа фундаментальных исследований Президиума ран №8 «разработка... «Разработка «безызносных» подшипников скольжения спутниковых антенн для работы в отсутствии смазки в открытом космосе» |
