авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САРАТОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.И. ВАВИЛОВА»

Экологические

аспекты развития АПК

Материалы Международной

научно-практической конференции,

посвященной 75-летию со дня рождения

профессора В.Ф. Кормилицына

САРАТОВ 2011 УДК 631.95 ББК 40.1 Экологические аспекты развития АПК: Материалы Международной научно практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения профессора В.Ф.

Кормилицына. / Под ред. С.И. Калмыков. – ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2011. – 250 с.

УДК 631.95 ББК 40. Материалы изданы в авторской редакции © ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ISBN УДК 631.95(470.44) A.L. Ponomaryeva, Yu.M. Mohon’ko, E.V. Sadovnikova, Yu.V. Belkova Saratov State N.I.Vavilov Agrarian University, Saratov AGROECOLOGICAL ESTIMATION OF ZAO «NOVOYE»

ENGELS DISTRICT LAND RESOURCES’ CONDITIONS Soils’ conditions on the territory of Russian Federation are considered to be poor. That is why agroecological estimation of land conditions becomes very important nowadays.

The research on this problem was being conducted on the territory of ZAO «Novoye» situated in Engels district Saratov region.

ZAO «Novoye» has 5392 hectares of arable lands. Its main activity is crop growing.

Chestnut soils which are not solonetz-like or salinized are predominant on the territory of the farm. Strong humus horizon (A+B) 0,35–0,5 meter deep makes deep plowing possible. These soils are comparatively rich in humus, from 4,5 % up to 6 %.

Land resources of the farm include all existing categories of lands: agricul tural lands, settlement lands, lands used in industry, communication systems, transport and lands for other purposes, etc. The share of represented land catego ries varies considerably: agricultural lands represent 79,3 %, long-term planta tions – 0,29 %. According to the calculated index of anthropogenic transforma tion (668,92) the conclusion can be made that this enterprise’s degree of anthro pogenic transformation is high.

Stability is more accurate indicator of agroecosystems’ changes. Ecologic sustainability was estimated by us with the help of the coefficients of ecological stabilization (CESL), which integrated quantative and qualitative characteristics of abiotic and biotic elements of the system. The data acquired evidence on the well expressed landscape instability (CESL1 – 0,17;

CESL2 – 0,06).

The study of the polluted farm soil by heavy metals was of great interest to us. It was found out that especially toxic and toxic heavy metals such as: zinc, nickel, lead, arsenic, cadmium, copper were present in the soils. The concentra tion of the denoted toxicants varied significantly: zinc (29,8 mg/kg), cadmium (0,30 mg/kg). Only the traces of mercury were discovered.

Having calculated the summary coefficient of soil pollution by heavy metals (Zc – 1,165) we conclude that the category of pollution is admissible.

Thus, the soils of ZAO «Novoye» may be used for any crops cultivation cor responding to agro climatic and soil requirements of the given district with the account of ecological criteria of agricultural production.

УДК 632.13(470.44) A.L. Ponomaryeva, Yu.M. Mokhon’ko, Ye.V. Sadovnikova Saratov State N.I.Vavilov Agrarian University, Saratov THE STUDY OF ECOLOGIC-ECONOMICAL QUESTIONS OF TNK-BP ACTIVITIES IN THE SARATOV REGION AREA The purpose of the given research is the study of ecological aspects of TNK BP activities which is the potential resource of environmental pollution in the Saratov Region.

On the whole TNK-BP in the Saratov Region has 9 oil refineries, 15 oil tanks and 99 petrol stations where the selection of tests on definition of environmental pollution is conducted regularly. The volume of oil and petroleum products per year in oil refineries is estimated 50 thousand cubic meters, in oil storing reser voirs (tanks) is considered to be 25 thousand cubic meters.

TNK-BP Company persistently conducts monitoring on environmental pollu tion at oil refineries and oil tanks according to the following parameters: dioxide nitrogen, carbon oxide, carbohydrates: carbon1-carbon5, carbon6-carbon10, carbon 12-carbon19, carbohydrates on amilens, benzol, ethilen benzol, xylol, to luol, sulphurhydrate, dust, noise. At every petrol station the selection of tests is realized in 3 places, periodically with the intervals of a month, every 3 months.

In order to determine the main pollution matters in atmosphere the following methods are used: gas chromatography with flame-ionization detector, filter AFA-XP -18;

gravimetric method.

The cost of a single test (measure) on the presence of dioxide nitrogen, car bon oxide, carbohydrates is 425 roubles, of dust – is 584, the level of noise is 387 roubles. Annually 8424 tests are being conducted on the determination of the presence of pollutioning matters. And total costs a month are 746 thousand 64 roubles a month (without value-added tax), 5 million 3 hundred thirty five thousand 5 hundred roubles per year.

The largest number of selected tests a year was marked on the territory of Engels oil refinery – 1056, Balakovo and Rtischevo refineries – 864, and Arka dak and Kalininsk oil storing reservoirs – 672, the costs accordingly were the following: 460416, 363552, 363552, 281952 and 281952 roubles.

Some fewer tests were taken from the Petrovsk oil storing reservoir – 384, the following oil refineries. Novouzenskaya – 352, Ershovskaya – 320, Puga chyevskaya – 288. The costs totaled 5 hundred eighty one thousand 6 hundred roubles.

Karamysh oil tank makes the selection of 240 tests (the costs total 101088) Balakovo oil refinery and Krasnyi Kut oil tank select each 216 tests (the costs equal to 181776 roubles). Ekaterinovka, Volsk, Karabulak oil taks select tests (210528 roubles).

On the whole we make the conclusion that TNK-BP Company to determine the rate of ecological pollution produced by it spends 9 million 6 hundred ninety nine thousand 8 hundred and 7 roubles (taking in consideration value-added tax).

УДК 577. С.А. Аленькина, О.И. Наконечная, В.А. Ларионова, Л.Ю. Матора, В.Е. Никитина Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, г. Саратов ИЗМЕНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СТАТУСА КОРНЕЙ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЛЕКТИНОВ АЗОСПИРИЛЛ Изучение фиксации атмосферного азота микроорганизмами предпола гает исследование многих процессов, происходящих при взаимодействии микроорганизмов с растениями. Это процессы, протекающие внутри бак териальной клетки, а также закономерности взаимодействия азотфикси рующих микроорганизмов, находящихся в прикорневой зоне с корнями высшего растения. При изучении взаимоотношения партнеров на разных уровнях организации живой материи существенная роль отводится такому типу взаимодействия, как обратимое избирательное связывание белков с углеводами, или лектиновому взаимодействию. В последние годы значи тельно возрос интерес к лектинам бактерий, играющим важную роль как в биологии микроорганизмов, так и во взаимоотношениях микро- и макро партнеров. В ассоциации «пшеница-Azospirillum» большой интерес пред ставляют бактериальные лектины. Ранее с поверхности клеток A. brasilense Sp7 был выделен лектин, являющийся гликопротеином с молекулярной массой 36 кDa, проявляющий специфичность к L-фукозе. Был получен му тантный штамм, лектин которого имел ту же молекулярную массу и угле водную специфичность, что и родительский, но обладал иными антиген ными свойствами. Было показано, что лектины родительского и мутантно го штаммов в различной степени участвуют в адгезии, прикреплении бак терий на корнях растений, влияют на метаболизм растительной клетки – стимулируют прорастание семян, проявляют по отношению к раститель ной клетке митогенную и ферментмодифицирующую активности.

Одной из важнейших составляющих ответа растений на воздействие биогенных и абиогенных факторов (стрессоров) является накопление в клетках и тканях определенных метаболитов (активные формы кислорода, циклический аденозинмонофосфат, ионы кальция, оксид азота (NO) и др.).

Многие из них являются ключевыми интермедиатами соответствующих сигнальных систем. Для корней проростков пшеницы азоспириллы, а сле довательно, и лектины являются биогенными факторами.

Показано, что при инкубировании лектинов A. brasilense Sp7 и Sp7.2.3 с корнями проростков пшеницы Саратовская 29 происходит снижение коли чества цАМФ в растительной клетке благодаря ингибирующему влиянию лектинов на аденилатциклазу. Добавление Са2+ в среду инкубации лекти нов с корнями приводило к резкому повышению содержания цАМФ, свя занному с изменением взаимодействия лектинов с рецептором, следствием чего является активирование аденилатциклазы.

Лектины родительского и мутантного штаммов стимулировали быстрое образование перекиси водорода, связанное с повышением активности ок салатоксидазы и пероксидазы корней проростков пшеницы, но преимуще ственным и наиболее быстро индуцируемым путем образования перекиси являлось окисление щавелевой кислоты оксалатоксидазой.

Показано, что лектины родительского и мутантного штаммов вызывали два пика индукции синтеза оксида азота в корнях проростков пшеницы, происходящей через 3 и 26 ч совместной инкубации. Показано, что лекти ны в одинаковой степени усиливали синтез цитруллина в растительной клетке после 3-х часов воздействия, что свидетельствует о том, что лекти ны азоспирилл активируют продукцию оксида азота посредством NO сигнальной системы растений.

Результаты показали, что лектины мутантного и родительского штам мов обладали различной регулирующей активностью, что связано с кон формационными различиями молекул лектинов и как следствие, различ ным взаимодействием с поверхностью растительной клетки, что является определяющим фактором для включения последующих этапов.

Полученные данные свидетельствуют о способности лектинов азоспи рилл выступать в качестве индукторов адаптационных процессов корней проростков пшеницы и важны для понимания механизмов взаимодействия микроорганизмов с корнями растений.

УДК 577. С.А. Аленькина, В.Е. Никитина Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН, г. Саратов ВЛИЯНИЕ ЛЕКТИНОВ АЗОСПИРИЛЛ НА АКТИВНОСТЬ ФОСФОЛИПАЗЫ С В КОРНЯХ ПРОРОСТКОВ ПШЕНИЦЫ У растений фосфолипаза С – ключевой фермент трансдукции сигнала фосфоинозитидного цикла в клетках, гидролизующий фосфатидилинози тол-4,5 –бифосфат с образованием инозитолтрифосфата и диацилглицеро ла (ДАГ). Как субстрат, так и продукты фосфолипазы С обладают уни кальными функциями и участвуют в регуляции множества клеточных про цессов.

Исследователями молекулярных механизмов функционирования мик робно-растительных ассоциаций ведется активный поиск рецепторных структур микро- и макропартнеров и изучение ответных реакций, возни кающих при установлении ассоциативных взаимодействий. В ассоциации «пшеница-Azospirillum» большой интерес представляют бактериальные лектины. Ранее были выделены и охарактеризованы лектины двух штам мов A. brasilense Sp7 и Sp7.2.3 (мутант по лектиновой активности) [1]. Бы ло показано, что лектины в различной степени участвуют в адгезии бакте рий на корнях растений, стимулируют прорастание семян, проявляют по отношению к растительной клетке митотическую и ферментмодифици рующую активности [2–4]. Лектины способны регулировать синтез сиг нальных молекул, таких как цАМФ, перекись водорода, оксида азота [5, 6].

В данной работе была исследована способность лектинов азоспирилл регулировать активность фосфолипазы С, и тем самым индуцировать Са фосфоинозитольную сигнальную систему в клетках корней проростков пшеницы. Изучалось воздействие лектинов родительского и мутантного по лектиновой активности штамма в концентрациях от 10 до 40 мкг/мл на об разование диацилглицерина на временном интервале от 1 мин до 6 ч. Лек тин A. brasilense Sp7 вызывал индукцию синтеза ДАГ в корнях проростков в концентрации 40 мкг/мл через 40 мин совместной инкубации, в отличие от лектина мутантного штамма, который не проявлял индуктивной актив ности. При внесении в среду инкубации корней с лектинами кальция в ви де СаСl2 (1мМ) происходило усиление эффекта, оказываемого лектином родительского штамма и индукция образования ДАГ лектином мутантного штамма.

Исследование биохимических механизмов на начальных этапах взаимо действия пшеницы с почвенными микроорганизмами имеет не только тео ретическое, но и практическое значение. Изучение динамики образования ДАГ на начальных стадиях формирования ассоциации между азоспирил лами и пшеницей позволит углубить знания о физиолого-биохимических механизмах этого взаимодействия и повысить его эффективность в прак тическом аспекте.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аленькина С.А., Петрова Л.П., Никитина В.Е. Получение и характеристика му танта Azospirillum brasilense Sp7 по лектиновой активности. // Микробиология. – 1998. – T. 67. – № 6. – C. 782–787.

2. Alen’kina S.A., Payusova O.A., Nikitina V.E. Effect of Azospirillum lectins on the ac tivities of wheat-root hydrolytic enzymes. // Plant and Soil. – 2006. – V.283. – № 1–2. – P.

147–151.

3. Никитина В.Е., Аленькина С.А. Пономарева Е.Г., Савенкова Н.Н. Изучение роли клеточной поверхности азоспирилл во взаимодействии с корнями пшеницы. // Микро биология. –1996. – Т. 65. – №. 2. – С. 165–170.

4. Никитина В.Е., Богомолова Н.В., Пономарева Е.Г., Соколов О.И. Влияние лекти нов азоспирилл на способность семян к прорастанию. // Известия АН. Серия биологи ческая. – 2004.– № 4. – С. 431–435.

5. Аленькина С.А., Никитина В.Е. Роль лектинов азоспирилл в регуляции активности пероксидазы и оксалатоксидазы корней пшеницы. // Известия РАН. Серия биологиче ская. – 2010. – № 1. – С. 1–4.

6. Аленькина С.А., Матора Л.Ю., Никитина В.Е. Оценка влияния лектинов азоспирилл на уровень ц-АМФ в растительной клетке. // Микробиология. – 2010. – № 79. – С. 1–3.

УДК 620. С.А. Андреев, А.В. Вагин Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина, г. Москва ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ К настоящему времени сложилось мнение, что возобновляемые источ ники энергии, являясь альтернативой традиционным видам топлива, пред ставляют собой глобальную панацею от энергетического кризиса и абсо лютно безопасны по отношению к окружающей среде. При этом, оценивая эффективность различных возобновляемых источников, обычно принима ют во внимание их технические показатели вне экологических аспектов в долгосрочной перспективе.

Вместе с тем, мировой опыт освоения возобновляемых источников по казал, что они совсем не «безобидны» с экологической точки зрения, а их интенсивная эксплуатация может привести к энергетическому истощению, когда само понятие возобновляемости теряет смысл.

Например, эксплуатация ветроустановок сопровождается радиопомеха ми за счет периодически меняющихся условий отражения электромагнит ных волн, появляется акустическое загрязнение, создается угроза миграции птиц, изымаются земли под строительство опор, ухудшается ландшафт.

При изготовлении фотоэлектрических преобразователей требуется боль шое количество чистого кремния, по мере их эксплуатации возникают проблемы с утилизацией отслуживших фотоэлементов, для получения ощутимого количества энергии необходимы большие территории. Произ водство биотоплива (растительных масел, спиртов и других заменителей природных углеводородов) связано с переориентацией сельскохозяйствен ного производства с продовольственного направления на техническое, что, в свою очередь, ведет к удорожанию продуктов питания и распашке новых земель. Применение в качестве сырья для производства биотоплива расти тельных отходов влечет за собой изменение почвообразующих процессов.

Кроме того, использование биотоплива из рапса и кукурузы, которое сего дня составляет 89 % альтернативного сырья, приводит к выбрасыванию в атмосферу на 50–70 % больше парниковых газов, чем его выделяется при сжигании традиционного продукта переработки нефти – бензина. Исполь зование тепла грунта, получившее распространение благодаря тепловым насосам, подвергает экологической опасности подземные воды из-за риска попадания в них ядовитых низкозамерзающих жидкостей в случае разгер метизации теплообменных систем.

Чрезмерно интенсивная эксплуатация возобновляемых источников на ограниченной территории неминуемо приводит к снижению эффективно сти преобразования энергии. Например, те же ветроустановки при разме щении на расстоянии, не превышающим шестикратный диаметр ветроко лес, «мешают» друг другу, снижая кинетическую энергию ветрового пото ка. Фотоэлектрические преобразователи обычно размещают в один слой. В противном случае загораживаемый слой солнечную энергию не получает.

При попытках создания многослойной конструкции расстояние между фо топреобразователями должно быть достаточно большим, а это многократ но увеличивает размеры установки. Интенсификация производства сырья для биотоплива приводит к истощению земель, снижает урожайность тех нических культур и определяет необходимость применения минеральных удобрений. Интенсивное использование тепла грунтовых вод, начинает искажать подземные теплообменные процессы, что является причиной ря да экологических последствий. Кроме того, чрезмерный отвод тепла уменьшает эффективность самого процесса за счет снижения температуры грунта.

Примечательно, что большинство перечисленных и других подобных факторов заметны не сразу. Для их проявления должно, во-первых, пройти определенное время, а, во-вторых, использование источника должно быть либо массовым, либо достаточно интенсивным.

Таким образом, можно сделать вывод о необходимости соблюдения не коего динамического баланса, дающего возможность рационально исполь зовать возобновляемые источники энергии без снижения эффективности и нанесения экологического ущерба. По существу речь идет об учете интен сивности природного восстановления или экологической релаксации ис точников. Общее дифференциальное уравнение процесса связывает вели чину релаксации Q, энергетический потенциал возобновляемых источ ников, а также его граничное значение гран, ниже которого он становиться не должен:

d + B + C ( гран ) Q=A dt где A, B и C – коэффициенты, учитывающие специфику возобновляе мых источников.

Кроме того, эти коэффициенты сами являются функциями названных величин и приводят слагаемые уравнения к объему пространства, зани маемого преобразователем. При этом под преобразователем понимается не только само техническое средство, но и окружающий его объем, который необходим для обеспечения работоспособности с заявленными показате лями. Например, для ветроустановок этот объем включает опоры, меха низмы ориентации и другие вспомогательные приборы. Помимо этого учитываемый объем предусматривает взаимное влияние соседних ветроус тановок. Аналогично объем фотоэлектрических преобразователей включа ет объем фотоэлементов, вспомогательного оборудования, а также рас стояние между слоями фотоэлементов, при котором в многослойной кон струкции работоспособность слоев друг на друга не влияет. Поэтапное ре шение уравнения дает возможность оценить реальную эффективность ис пользования источника с учетом его экологической ценности в долгосроч ной перспективе.

УДК 339:13. А.Д. Ахмедов, Е.Ю. Галиуллина Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия, г. Волгоград КОЭФФИЦИЕНТ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ Эффективность режима орошения любой культуры определяется не только величиной получаемого урожая, но и затратами воды на формиро вание единицы товарной продукции, т.е. коэффициентом водопотребления.

Коэффициент водопотребления не является величиной постоянной и изме няется под влиянием таких факторов, как условия водообеспеченности ак тивного слоя, плодородие почв, агротехника культуры, складывающиеся погодные условия вегетационного периода физико-географической среды, способов и техники полива. Определяющее влияние на величину коэффи циента водопотребления оказывает уровень получаемого урожая. В связи с этим нами в 2009–2010 гг. в ООО «Липовские сады» Ольховского района Волгоградской области проводились исследования на посадках яблони с целью разработки оптимальной техники и технологии полива капельного орошения. Посадка произведена по широкорядной уплотненной схеме 6 х 4 м, с густотой стояния 416 деревьев на гектар.

Почвенный покров опытного участка представлен светло-каштановыми среднесуглинистыми почвами. Содержание гумуса в пахотном горизонте – 1,26 %. По наличию доступных форм элементов питания почвы бедны азо том, фосфором и имеют повышенное содержание калия. Плотность метро вого слоя почвы – 1,51 т/м3, наименьшая влагоемкость – 23,8 % от массы сухой почвы, порозность – 40,2 %. Почвы опытного участка не засолены, pH=7,2.

Таблица Изменение коэффициента водопотребления яблони по сортам и вариантам опыта при капельном орошении Суммарное Фактическая Предполивная Коэффициент водопотребле урожайность, Сорт Годы влажность водопотребле ние, м3/га ния, м3/т т/га почвы, % НВ 60 16,6 3533 2009 70 19,3 3878 80 18,2 4072 Мантет 60 15,7 4107 2010 70 18,8 4347 80 16,2 4484 60 15,3 3533 2009 70 18,1 3878 80 16,5 4072 Мелба 60 15,3 4107 2010 70 17,8 4347 80 16,7 4484 60 14,8 3533 2009 70 17,4 3878 80 15,9 4072 Оттава 60 14,5 4107 2010 70 16,7 4347 80 15,8 4484 В таблице 1 приводятся значения коэффициента водопотребления при различных величинах получаемого урожая для исследуемых сортов в раз личных вариантах режима орошения.

Из таблицы 1 видно, что различная водообеспеченность активного слоя почвы способствовала получению неодинакового урожая яблоневого сада.

Соответственно этому, на формирование различного урожая в течение ве гетации потребовалось неодинаковое количество воды. Так, суммарное во допотребление яблони сортов Мантет, Мелба, Оттава при минимальном урожае первого года исследований – 16,6;

15,3;

14,8 т/га – составило м3/га, а при максимальном урожае для сортов Мантет, Мелба, Оттава – 18,8;

17,8;

16,7 т/га, и суммарный расход влаги составил 43471 м3/га, а для получения урожаев – 15,7;

15,3 и 14,5 т/га потребовалось 4107 м3/га.

В наших опытах обеспечение влажности почвы на уровне 60 % НВ спо собствовало созданию урожая яблони сорта Мантет в среднем за два года исследований 16,1 т/га, а средний коэффициент водопотребления составил 226,5 м3/т.

Для сортов Мелба и Оттава средняя урожайность при поддержании ниж него порога влажности почвы на уровне 60 % НВ составила 15,3 и 14,8 т/га соответственно, а средний коэффициент водопотребления – 241 и 261 м3/т.

Поддержание предполивного порога влажности на уровне 70 % НВ со провождалось увеличением урожая яблони для сортов Мантет, Мелба, От тава, который в среднем за два года исследований составил – 19,1;

17,9;

17,0 т/га, что способствовало снижению коэффициента водопотребления.

Средние его значения – 216;

229;

239 м3/т. Следовательно, улучшение во дообеспеченности деревьев яблони увеличивает общие затраты ороситель ной воды, значительно повышает урожайность культуры и, снижая коэф фициент водопотребления, способствует более продуктивному использо ванию влаги на формирование урожая.

Дальнейшее увеличение предполивного порога влажности почвы до 80 % НВ не увеличивало урожайности исследуемых сортов по сравнению со вто рым вариантом и способствовало увеличению коэффициента водопотребле ния по сравнению с первым и вторым вариантом. Средние значения уро жайности для сортов Мантет, Мелба и Оттава составили 17,2;

16,7;

16,6 т/га.

Средние значения коэффициента водопотребления – 250;

258;

270 м3/т.

Средние значения урожайности за годы исследований для сортов Ман тет, Мелба, Оттава составили 11,9;

11,3;

11,0 т/га. Соответственно значения коэффициента водопотребления равнялись в среднем – 458;

496;

507 м3/га.

Изменение коэффициента водопотребления яблони при поверхностном поливе показано в таблице 2.

Таблица Изменение коэффициента водопотребления при поверхностном поливе Мантет Мелба Оттава Показатели 2009 2010 2009 2010 2009 Фактическая урожайность, 14,3 9,6 13,8 8,7 13,5 8, т/га Суммарное водопотребле 4122 6029 4122 6029 4122 ние, м3/га Коэффициент водопотребле 288 628 299 693 305 ния, м3/т На основании регрессионного анализа экспериментальных данных нами была установлена связь между урожайностью и коэффициентом водопотребления деревьев яблони у=2564,7х-0,8577;

R=0,81.

Применение капельного полива обусловило улучшение условий водо снабжения, способствовало активному развитию цветковых почек и цвет ков, образованию большего количества плодов. Урожайность исследуемых сортов увеличилась по сравнению с контролем в среднем в 1,5 раза.

УДК 633.521:631.53.04:631. О.В. Базылев, И.Н. Романова, С.Н. Глушаков Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, г. Смоленск УРОЖАЙНОСТЬ НОВЫХ СОРТОВ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СРОКОВ ПОСЕВА Современный уровень льноводства как в России, так и в Смоленской области в частности, явно не соответствует требованиям сегодняшнего дня, так как урожайность льнопродукции составляет по льноволокну 3– ц/га, по семенам 2–3 ц/га. Повысить отдачу каждого льняного гектара можно в том случае, если для неё разработана сортовая агротехника, важ ным элементом которой является посев в оптимальные сроки.

Для уточнения этого элемента технологии возделывания льна-долгунца, культуры важной для Смоленской области, в 2008–2010 годах проводилось изучение особенностей формирования урожая её новых сортов в зависимо сти от сроков посева.

Исследования проводились на опытном поле ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» в семипольном севообороте на дерново-подзолистой среднесугли нистой по гранулометрическому составу почве, содержащей 1,8–2 % гуму са, 130–150 мг/кг подвижного фосфора и обменного калия, имеющей реак цию почвенного раствора рНС0Л – 5,8–5,9. Закладка опыта, необходимые учёты, наблюдения, анализы проведены согласно Методике государствен ного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и соответствующим ГОСТам.

Схема опыта включала четыре срока посева семян льна: первый – при физической спелости почвы, последующие – через 7 дней. Норма высева – 24 млн/га всхожих семян. Фон – N40P90K105.

Сроки посева оказали существенное влияние на рост и развитие расте ний льна (табл. 1). Наименьшая длина вегетационного периода у всех изу чаемых сортов наблюдалась при посеве во второй срок. При более раннем посеве данный показатель увеличивался незначительно, при более поздних – на 5–13 дней. Наименьшей длиной вегетационного периода отличался Лидер, у которого она колебалась при разных сроках посева от 84 до дней.

Полевая всхожесть семян льна долгунца оказалась у изучаемых сортов примерно на одном уровне (в среднем 78–81 %) и имела максимальное значение при втором сроке посева. Как более ранний, так и более поздний посев снижали значение данного показателя на 5–18 %.

Таблица Влияние сроков посева на развитие и выживаемость растений льна (среднее за 2008-2010 гг.) Вегета- Растений, шт./м Полевая всхо- Выживаемость, Сроки Сорта ционный жесть, % % посева Всходы Уборка период, дн.

С-108 90 2092 1722 84 1 Импульс 90 2067 1722 83 Лидер 85 2042 1700 82 С-108 89 2150 1749 86 2 Импульс 89 2175 1806 87 Лидер 84 2167 1777 87 С-108 96 1967 1527 77 3 Импульс 96 1992 1561 80 Лидер 89 1992 1569 80 С-108 102 1833 1269 73 4 Импульс 102 1850 1251 74 Лидер 95 1817 1296 73 Выживаемость растений льна-долгунца слабо зависела от сортовых особенностей и была наибольшей при первом – втором сроках посева. Бо лее поздний посев вызывал снижение указанного показателя на 4–12 %.

Густота стояния растений льна перед уборкой при посеве во второй срок составила 1670–1811 шт./кв.м. При первом сроке посева данный пока затель уменьшался незначительно – на 4 %, при третьем и четвертом – су щественно – на 18–20 %.

Густота стояния растений в значительной мере определяет сборы про дукции с единицы площади. Продуктивность сортов льна С-108 и Импульс оказалась на одном уровне, составив, в среднем, 3,96-3,98 ц/га льносоло мы;

несколько уступал им сорт Лидер – 3,68 т/га (табл. 2).

В среднем и у каждого сорта в отдельности урожайность льносоломы при втором сроке посева была наибольшей. При первом сроке она имела тенденцию к некоторому снижению, на третьем и четвёртом – она умень шалась существенно на 15–36 %.

Наиболее волокнистыми оказались сорт Импульс и Лидер, у которых общее содержание волокна составило, в среднем, 25 %. У всех сортов ука занный показатель достигал наибольшей величины при первом и втором сроке посева (29–33 %).

В среднем, сорт Импульс обеспечивал наибольший сбор льноволокна с единицы площади – 1,03 т/га. Урожайность данного вида продукции у всех сортов была наивысшей при втором сроке посева (1,32–1,45 т/га). Посев в более поздние сроки вызывал резкое падение сборов льноволокна на 66– 152 %.

Таблица Влияние сроков посева на урожайность и выход волокна (среднее за 2008-2010 гг.) Сроки Сорт Льносолома, Льноволокно Льносемена, посева т/га т/га % т/га 1 С-108 4,45 29 1,29 0, Импульс 4,50 31 1,40 0, Лидер 4,27 32 1,37 0, 2 С-108 4,41 30 1,32 0, Импульс 4,52 32 1,45 0, Лидер 4,22 33 1,39 0, 3 С-108 3,61 23 0,83 0, Импульс 3,68 23 0,85 0, Лидер 3,52 24 0,84 0, 4 С-108 2,78 20 0,56 0, Импульс 2,85 21 0,60 0, Лидер 2,73 21 0,57 0, НСР05 (т): среднее 0,35 0, сорта 0,15 0, сроки 0,22 0, Изучаемые сорта различались по семенной продуктивности. Наиболее урожайными оказались сорта Импульс и С-108, которые обеспечивали, в среднем, получение 0,9 т/га семян. Сорт Лидер уступил им на 8 %. Все ука занные сорта формировали максимальную урожайность семян при втором сроке посева. Более поздний посев снижал сборы продукции на 67–160 %.

Таким образом, проведенные исследования показали, что для изучае мых сортов льна-долгунца С-108, Импульс, Лидер оптимальным является посев во второй срок. Наиболее продуктивным из указанных является сорт Импульс, который обеспечил получение до 4,65 т льносоломы, 1,40 т льноволокна и более 1,25 т/га льносемян.

УДК 633. Р.К. Биктеев, А. Д. Яников Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ЗАВИСИМОСТЬ УРОЖАЙНОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ При современных производственных отношениях в сельском хозяйстве важно не только получать высокие урожаи зерновых культур, но и снижать затраты на производство продукции при сохранении и повышении плодо родия почвы. Большой удельный вес в затратах по выращиванию зерновых культур приходится на обработку почвы. Она составляет от 30 до 40 % всех общепроизводственных расходов. Для снижения затрат на эту техно логическую операцию необходимо шире внедрять энергосберегающие приёмы и способы обработки почвы. К ним относятся безотвальное рых ление, минимальная обработка, нулевая обработка и т. д. Каждый способ обработки почвы даёт эффект только в конкретных подходящих для него условиях.

Нами изучались различные энергосберегающие приёмы обработки юж ного чернозёма на опытном поле Саратовского ГАУ им. Н. И. Вавилова в течение 2008–2010 гг. в сравнении с традиционной вспашкой.

Схема опыта включала 4 варианта:

• традиционная вспашка плугом ПЛН-5-35 на глубину 22–25 см;

• комбинированная обработка почвы, включающая дискование и без отвальное рыхление на 22–25 см;

• минимальная обработка почвы дисковой бороны CATROS;

• нулевая обработка почвы.

Площадь делянок 250 м2. Расположение делянок систематическое.

Пшеница высевалась в звене полевого севооборота после чечевицы.

При уборке предшественника солома измельчалась и разбрасывалась по полю. По мере появления сорняков осенью поле опрыскивалось гербици дом (раундап). Высевался сорт Фаворит. Норма высева 3,5 млн всхожих зёрен на га. Использовалась обычная рядовая сеялка СЗ-3,6.

Проводились наблюдения за фенологией пшеницы, плотностью почвы, пористостью, содержанием гумуса и питательных веществ в почве, изме нением обменных оснований и засорённостью почвы. Урожайность опре делялась методом пробного снопа.

В результате проведённых исследований выявлено что, в среднем на всех вариантах в пахотном слое плотность почвы была практически одина ковой и не превышала 1,24–1,26 г/см3, т.е. была чуть выше оптимальных значений.

В среднем в пахотном слое 0–30 см пористость можно считать равной по всем обработкам почвы. Она колебалась от 53,3–54,0 %.

Плотность и пористость повлияли на содержание запасов влаги в почве В слое 0–30 см на варианте со вспашкой запасы продуктивной влаги были меньше чем при комбинированной обработке на 3,4 мм и меньше, чем при малозатратных обработках на 1,0–1,5 мм. Они составляли 46,9+ 1,17 мм. Различие можно считать в пределах ошибки опыта, т.к. коэффи циент вариации не превышал 2,5 %.

В слое 0–50 см различие опытных вариантов со вспашкой и с комбини рованной обработкой почвы составило 5–7,1 мм. Во втором полуметре эти различия равнялись 6,0 и 1,8 мм. Коэффициенты вариации не превышали 3,3 и 3,5 %. В метровом слое почвы на варианте со вспашкой влаги было больше, чем на остальных вариантах на 13,1, 5,0 и 6,8 мм или на 9,7;

3,7 и 5,0 %. Можно считать, что влаги было больше после вспашки, чем после малозатратных обработок на 13,1;

8,1 и 6,3 мм.

Содержание гумуса в пахотном слое 0–20 см по вспашке было несколь ко меньше, чем по остальным вариантам. Это объясняется оборачиванием почвы при вспашке и подъемом нижних малогумусных горизонтов на по верхность.

На варианте со вспашкой отмечалось в период колошения большее ко личество нитратного азота, вследствие большей аэрации почвы.

Количество доступного фосфора с уменьшением интенсивности обра ботки почвы несколько снижалось. Если под вспашкой доступного фосфо ра было 3,1 мг на 100 г почвы, это при комбинированной обработке – 2, мг;

при минимальной и нулевой обработке 2,4 мг или на 13,0 и 22,6 % меньше.

Количество обменного калия по вариантам опыта было практически одинаковым 32,0+0,22 мг. Коэффициент вариации равнялся 0,7 %.

Расчет экономической эффективности показал, что наибольшая стоимость продукции с гектара пшеницы дала по вспашке Варианты опыта Показатели Вспаш- Комбинированная Минимальная Нулевая ка обработка обработка обработ ка Урожайность зерна, т/га 0,75 0,62 0,66 0, Стоимость продукции, 3,75 3,10 3,30 2, тыс. руб.

Затраты на 1 га, тыс. руб. 3,57 3,01 2,21 1, Себестоимость продукции, 5,00 4,85 3,35 3, тыс. руб.

Условный чистый доход, 0,18 0,09 1,09 0, тыс. руб./га Уровень рентабельности, %. 5 3 49 Экспериментальные наблюдения показали, что на вспашке урожайность зерна была выше, чем по остальным обработкам. Если по вспашке уро жайность яровой пшеницы составила 0,75 т/га;

то на комбинированной об работке она равнялась 0,62 т/га. При малозатратных обработках урожай ность зерна снижалась у яровой пшеницы на 12–33 %.

На энергосберегающих вариантах стоимость зерна была на 0,15– 1,60 тыс. рублей меньше, чем на вспашке. На вариантах с минималь ной и нулевой обработкой получено продукции на 12,0 и 33,0 % меньше, чем по вспашке.

Экономическая эффективность возделывания яровой пшеницы на фоне различных обработок почвы. По вспашке были самые высокие затраты на 1 га 3,57 тыс. руб. При минимальной обработке они снизились на 38 %,а при нулевой обработке на 53 %.Уровень рентабельности на опытных вари антах возрос по сравнению со вспашкой с 5 % до 49 % при минимальной и до 47 % на варианте с нулевой обработкой почвы.

УДК 633. Р.К. Биктеев, А.Д. Яников, А.С. Даренков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Перед работниками сельскохозяйственного производства стоит задача не только увеличения валового сбора зерна, но и улучшение его качества, и снижение себестоимости. Большой удельный вес в затратах по выращи ванию зерновых культур приходится на обработку почвы. На её долю падает от 30 до 40 % всех затрат на производство продукции сельскохозяйствен ных культур. Для снижения затрат на обработку почвы необходимо шире внедрять энергосберегающие приёмы и способы. К ним относятся безот вальное рыхление, минимальная обработка, нулевая обработка и т. д. Каж дый способ обработки почвы даёт эффект только в конкретных подходя щих для него условиях.

Поэтому нами изучались различные энергосберегающие приёмы обра ботки южного чернозёма под овёс и ячмень на опытном поле Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова в течение 2008–2010 гг. в сравнении с традицион ной вспашкой.

Схема опыта включала 4 варианта:

• традиционная вспашка плугом ПЛН-5-35 на глубину 22–25 см;

• комбинированная обработка почвы, включающая дискование и без отвальное рыхление на 22–25 см;

• минимальная обработка почвы с использованием дисковой бороны CATROS;

• нулевая обработка почвы.

Площадь делянок 250 м2. Расположение делянок систематическое.

Плотность почвы на варианте со вспашкой была ниже в слое 0–30 см на 0,09–0,10 г/см3 по сравнению с другими вариантами.

Пористость почвы изменялась аналогично плотности.

Запас продуктивной влаги в метровом слое после вспашки был выше, чем на энергосберегающих вариантах на 13,1;

5,0 и 6,8 мм.

Содержания гумуса после вспашки было несколько ниже, чем на ос тальных вариантах. Нитратного азота было на всех вариантах также ниже, чем после вспашки на 0,2–0,9 мг на 100 г почвы, а фосфора – на 0,4–0,7 мг на 100 г почвы. Содержание обменного калия отмечено практически оди наково на всех вариантах опыта.

Сумма обменных оснований сохранялась под всеми обработками почвы одинаковой с колебаниями от 29,6 до 30,2 мг – экв на 100 г почвы. Отме чено увеличение обменного натрия на 1,2–1,6 % на вариантах с мало за тратными технологиями.

В острозасушливом 2010 г. наибольшая урожайность всех зерновых культур получена на варианте с отвальной обработкой почвы. Овёс на этом варианте со вспашкой дал урожайность на 21,3–34,8 %, а ячмень – на 46,6–59,1 % выше, чем по остальным вариантам. По минимальным об работкам урожайность снизилась по сравнению со вспашкой у овса – на 21,3 %;

у ячменя – на 46,6 %. По нулевой обработке урожайность умень шилась ещё в большей степени. Овёс снизил урожайность на 34,8 %, а ячмень на 59,1 %. По энергосберегающим обработкам овёс превосходил урожайность ячменя на 25,0 %.

Энергосберегающие обработки почвы приводили к экономии денежных средств на 0,96–1,85 тысяч рублей с 1 га (табл. 1).

Таблица Экономическая эффективность возделывания овса на фоне различных обработок почвы Варианты опыта Показатели ВспашкаКомбинированная Минимальная Нулевая обработка обработка обработка Урожайность, т/га 0,89 0,60 0,70 0, Стоимость продукции, тыс. руб. 3,12 2,10 2,45 2, Затраты на 1 га, тыс. руб. 3,05 2,85 2,09 1, Себестоимость продукции, 3,42 4,75 2,98 1, тыс. руб./га Условный чистый доход, 0,07 -0,75 0,36 1, тыс. руб./га Уровень рентабельности, % 2 -26 17 Несмотря на высокую урожайность при проведении вспашки уровень рентабельности у овса был очень низкий. При комбинированной обработ ке почвы овёс оказался убыточным. Посев овса по сберегающим обработ кам почвы дал небольшую прибыль. В условиях острозасушливых лет овёс сформировал по вспашке наибольшую урожайность, которая не при несла заметной прибыли. При нулевой обработке урожайность снизилась на 34,8 %, а уровень рентабельности заметно повысился и составил 98 %.

Ещё худшие экономические показатели дал ячмень (табл. 2).

Затраты на варианте со вспашкой превышали остальные варианты соот ветственно на 0,22;

1,43 и 1,90 тыс. руб. с га или на 7,4;

48,4 и 64,4 %. Не смотря на снижение урожайности, благодаря уменьшению затрат, себе стоимость продукции (зерна) уменьшалась по мере снижения интенсивно сти обработки почвы. На варианте со вспашкой себестоимость одной тон ны овса составила 3,35 тыс. руб.;

после минимальной обработки – 3,23 тыс.

руб. На фоне нулевой обработки почвы себестоимость зерна не превышала 2,91 тыс. рублей с 1 га. Из-за низких цен по комбинированной обработке ячмень был убыточным. Убыток составил 0,45 тыс. руб. с га.

Таблица Экономическая эффективность возделывания ячменя на фоне различных обработок почвы Варианты опыта Показатель Вспашка Консервирую- Минимальная Нулевая щая обработка обработка обработка Урожайность, т/га 0,88 0,43 0,47 0, Стоимость продукции, тыс. руб./га 3,08 1,50 1,64 1, Затраты на 1 га, тыс. руб. 2,95 2,73 1,52 1, Себестоимость продукции, 3,35 6,43 3,23 2, тыс. руб./га Условный чистый доход 0,13 -1,23 0,12 0, тыс. руб./га Уровень рентабельности, % 4 -45 7 Уровень рентабельности был выше по всем вариантам с энергосбере гающей обработкой почвы по сравнению со вспашкой и составил 7 и 20 %.

Самый высокий уровень рентабельности отмечен при нулевой обработ ке почвы, несмотря на снижение урожая.

УДК 632.4:633. С. А. Бозриков, И. Д. Еськов Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ВЛИЯНИЕ ФУНГИЦИДОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ПШЕНИЦЫ СОРТА САРАТОВСКАЯ Предпосевная обработка семян протравителями позволяет защитить растения от болезней практически на всех этапах роста и развития.

Для более рационального использования фунгицидов и предотвращения резистентности, у возбудителей болезней, разрабатываются комбиниро ванные протравители на основе компонентов с различным характером, ме ханизмом или спектром фунгицидного действия.

Наши опыты по изучению биологической эффективности фунгицидов на яровой мягкой пшенице против твердой головни (табл. 1) показали, что все используемые нами препараты эффективны против этой болезни.

В ходе наших исследований было изучено влияние фунгицидов на по севные качества семян, рост и развитие растений яровой мягкой пшеницы.

Таблица Биологическая эффективность фунгицидов против твердой головни на яровой мягкой пшеницы сорта Саратовская Вариант Поражение, Биологическая эффективность % препарата, % Контроль 1 (не заспореные семена) 0,0 Контроль 2(заспореные семена) 18,7 Феразим 0,6 96, Виал ТТ 2,1 88, Бункер 1,3 93, Энергия прорастания семян. Положительное влияние на этот показа тель по сравнению с контролем оказали препараты Феразим (1,5 л/т) и Бункер (0,5 л/т), существенно повысив энергию прорастания семян (табл. 2). Так показатель энергии прорастания семян в вариантах с пре паратами Феразим 89,3 % и Бункер 88,9 %,что больше на 3,2 % и 2,3 % соответственно по сравнению с контролем. Виал ТТ не оказал никакого значительного влияния на этот показатель.

Таблица Влияние препаратов на посевные качества семян, рост и развитие растений яровой мягкой пшеницы сорта Саратовская Высота Полевая Длина Высота Энергия всхожесть всходов, корней, проростков, Вариант прорастания см семян, % см см семян, % Контроль 1 87,2 12,3 11,7 89,3 9, Контроль (заспореные семена) 81,6 10,6 10,2 83,4 9, Феразим 89,3 12,8 11,8 91,1 10, Виал ТТ 87,6 12,5 11,8 89,6 9, Бункер 88,9 7,6 8,5 91,3 6, Высота проростков. Изучаемые препараты оказали различное влияние на этот показатель (табл. 2). Так, Феразим повысил высоту проростков в сравнении с контролем на 0,5 см. Препарат Виал ТТ не оказал значитель ного влияния на изучаемый признак. Бункер понизил высоту проростков на 4,7 см по сравнению с контролем.

Длина корней. В результате наших исследований было выявлено, что все препараты не оказывают существенного влияния на длину корней. Так, фунгициды Феразим и Виал ТТ практически не оказали никакого воздей ствия на этот показатель, а препарат Бункер уменьшил длину корней по сравнению с контролем на 1,2 см (27,4 %).

Лабораторная всхожесть семян. Изучаемые препараты оказали на этот показатель различное влияние (табл. 2). Так, Феразим и Бункер повысили всхожесть семян на 1,8 % и 2 % соответственно, по сравнению с контро лем. Препарат Виал ТТ не оказал существенного влияния на этот показа тель, увеличив его всего лишь на 0,3 %.

Высота всходов. Препарат Феразим увеличил высоту всходов по срав нению с контролем на 0,7 см. Виал ТТ не оказал никакого влияния на этот показатель. Бункер существенно снизил высоту всходов по сравнению с контролем на 3,3 см.

Таким образом, в ходе наших исследований было выявлено, что все изучаемые препараты оказали положительное влияние на рост и развитие пшеницы сорта Саратовская 70, но наилучший результат был получен при применении фунгицида Феразим (1–1,5 л/т). Поэтому целесообразно изу чить эти препараты в полевых условиях и выявить их влияние на хозяйст венно-полезные качества пшеницы.

УДК 581. О.А. Бондур, В.А. Спивак Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, г. Саратов ВЛИЯНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ГАЛЛ CUSCUTA CAMPESTRIS YUNCK, ОБРАЗОВАННЫХ ПРИ ПОРАЖЕНИИ SMICRONYX SCHNH, НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТЕСТ-ОБЪЕКТЫ Образование галл на побегах повилики в результате заселения их ли чинками смикроникс может быть вызвана несколькими причинами:

• инфекцией вирусов;

• выделениями личинок и жуков;

• производством физиологически активных веществ самими расти тельными клетками в ответ на патогениндуцируемое воздействие.

Данная проблема имеет, как теоретическое, так и практическое значе ние. Теоретическая проблема касается вопросов связанных с изучением и выявлением механизмов формообразования галл, их морфогенеза.

Практическое значение связано с нахождением биологических мер борьбы с повиликой, как наиболее экологичных веществ или организмов, способных оказывать ингибирующее воздействие на повилику.

Целью исследования являлось – установить причины галлообразования у C. campestris Yunck. при поражениях долгоносиком из рода смикроникс.

Для решения этой проблемы нами были определены следующие задачи:

• выявить наличие микрофлоры в тканях галл C. campestris Yunck. по ражениях личинками долгоносика из рода смикроникс;

• изучить влияние микроорганизмов на растительные тест-объекты.

Материал и методика Исследования проводили на базе лаборатории микробиологии, кафедры микробиологии и физиологии растений, и кафедры методики преподава ния биологии и экологии СГУ.

В эксперименте использовали галлы собранные в черте г. Саратова (район железнодорожная станция Саратов-3) в летне-осенний период г. Объектами исследования являлась микрофлора, выделенная из гомоге ната тканей и клеток галл и культивированная на питательных средах.

Эксперимент включал: стерилизацию, гомогенизацию галл, посев гомо гената на питательные среды, культивирование;

описание выделенных ко лоний, изучение биологических свойств выделенных колоний, заражение тест-объектов анализ полученных результатов.

Гомогенат получали по общепринятой методике, в стерильных услови ях, наружно продезинфицировав галлу, растирали в стерильной посуде.

Посев гомогената осуществялся в чашки Петри с 10 кратной повторностью на 6 питательных средах: МПА, ДЭ, Агро, Кинг, Сабуро, КС.

Все выделенные нами чистые культуры прошли испытание на следую щих тест-объектах: растениях томата сорта Новичок и бальзамина.

Бальзамин заражали с помощью шприца, вводя инъекцию физиологиче ского раствора с микроорганизмами в область проводящего пучка. Тот же раствор наносили на порез с адаксиальной стороны листовой пластинки томата. Инфицированные растения культивировали при 22+10С и 12 часо вом фотопериоде с освещенностью 6000 лк. Полученные результаты ана лизировали, описывали и обрабатывали.

Результаты и обсуждение На 3-й день культивирования гомогената установили, что на 3 пита тельных средах прорастало самое большое количество по 10 колоний, это МПА, ДЭ, Агро, Кинг и Сабуро, подавляли рост колоний, а на среде КС отмечено всего 2 колонии.

Описание колоний приводили по следующим морфологическим показа телям: цвет, форма, поверхность, края, рост. Анализ состояния по краевой морфологии позволил установить, что встречались колонии с шероховатой и бугорчатой поверхностью. Окрашиванием по Грамму были выделенны споровые палочки и бациллы. На основании морфологического состояния колоний и биохимических исследований, представленных в дипломе нами была определена родовая принадлежность микроорганизмов, среди споро вых палочек выделили 4 рода: Aeromicrobium, Corynebacterium, Curtobacte rium, Aureobacteriu.

Особенностью выделенных чистых культур по морфологическим при знакам являлась однотипная ответная реакция, несмотря на внешние отли чия между колониями. Можно предположить, что все исследуемые коло нии микроорганизмов затрагивали одни и те же сигнальные системы кле ток, что приводило к однотипности ответных реакций тест–систем.

Так, на 3-й день после инъекции у растений томата наблюдали слабое изменение окраски мезофильных клеток листовой пластинки, возникали антоциановые пятна и диформация (сморщивание) поверхности в области пореза. Последний показатель мог быть вызван локальным подсыханием и разрастанием клеток мезофилла, поскольку не распространялся по всей поверхности листовой пластинки. В то же время у бальзамина отмечалось обесцвечивание клеток мезофилла, ввиду разрушения хлорофилла которое проявлялось в мозаичном расположении серебристо-белых пятен.


На 5-й день опыта форма и окраска листа у томатов оставались без из менения, но площадь сморщенных участков увеличивалась. Количество образований серебристо-белых пятен у бальзамина также возрастало.

На 10-й день опыта число обесцвеченных участков листа у бальзамина не изменилось, а их площадь увеличивалась. В то же время, у томатов все исследуемые показатели оставались без изменений.

Таким образом, на основании проведенных исследований, можно за ключить, что выбранные нами тест-объекты проявляли чувствительность на инфицирование для обоих тест-систем. Реакция листа сопровождалась, появлением антоциановой окраски и локального изменения мезофильных клеток, а также ограничением диформации листовой пластинки. Данные ответные реакции свидетельствуют о том, что испытуемые нами штаммы не являлись вирусами, поскольку в течение последующего культивирова ния, установленные показатели не изменялись и не передавались после дующим листьям.

Выводы:

1. Исследуемые штаммы микроорганизмов не вызывали аномальных разрастаний тканей в виде терратом и галл.

2. При инфицировании листа томатов наблюдаются морфологические изменения внешней структуры листа, пигментация и деформация.

3. Инфицирование стебля бальзамина приводит к разрушению пигмент ной системы в клетках мезофилла листа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Берджи В. Определитель бактерий. В 2-х т. Т. 1. /Под ред. Дж. Хоулта, Н. Кри га, П. Снита, и др. – М.: Мир. –1997. – 432 с.

2. Бивоваров Ю.П., Королик В.В. Санитарно-значимые микроорганизмы /таксономическая характеристика и дифференциация/. – М.: Изд. ИКАР. – 2000. – 268 с.

3. Нетрусов А.И. Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии:

Учебное пособие /Под ред. А.И. Нетрусова. – М.: Изд. центр Академии. – 2005. – 608 с.

4. Слепян Э.И. Патологические новообразования и их возбудители у растений.

Галлогенез и паразитический тератогенез. – Л.: Наука, 1973. – 512 с.

5. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. /Отв. Ред. А.Н. Гречкин.

– М.: – Наука. – 2002. – 294.:ил./ УДК: 631.559 (470.44) В.В. Борисова, С.И. Калмыков Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПИТАНИЯ КАРТОФЕЛЯ НА ЧЕРНОЗЕМАХ ПОВОЛЖЬЯ Важнейшим органическим удобрением, применяемым под картофель, является навоз. Кроме создания оптимального пищевого режима навоз за метно улучшает физические свойства почв. Однако стоимость его внесе ния в настоящее время очень высока. Ценным органическим удобрением является биогумус – продукт жизнедеятельности дождевых червей в среде органических отходов. Биогумус, полученный при переработке навоза крупного рогатого скота имеет следующий химический состав:

• органическое вещество – 35 %;

• гумусовые вещества – 20 %;

• кислотность (рН) – 6,8–7,2 %;

• азот общий – до 3 %;

• общий фосфор – до 2,5 %;

• общий калий – до 2,5 %;

• кальций – до 8 %;

• много микроэлементов и высокая бактериальная флора.

Большой проблемой жизнедеятельности современных почв является низкая биологическая активность, подавленная химикатами. Изменить си туацию возможно применением биопрепаратов. Биопрепарат флавобакте рин – создан на основе штамма, относящегося к роду Flavobacterium. В 1 г торфяного бактериального препарата содержится 5–10 млрд клеток бакте рий. Представляет собой порошковидный торфяной субстрат, обогащен ный питательными веществами с влажностью 45–50 %.

Цель наших исследований заключалась в оценке возможности получе ния высокого запланированного урожая экологически чистых клубней кар тофеля при применении различных видов удобрений. В соответствии с по ставленной целью в 2005–2006 гг. на черноземных почвах Саратовского Правобережья закладывался полевой опыт по схеме:

• контроль – без удобрений;

• N180Р210К210;

• навоз – 40 т/га;

• биогумус – 8 т/га;

• биопрепарат флавобактерин – обработки клубней перед посадкой;

• N180Р210К210 + флавобактерин;

• навоз 20 т/га + флавобактерин;

• биогумус 4 т/га + флавобактерин.

Повторность опыта – четырехкратная, размещение вариантов рендоми зированное. Площадь учетной делянки – 140 м2. Все наблюдения и учеты проводились по общепринятым методикам.

Нормы всех удобрений рассчитаны с учетом бездефицитного выноса основных элементов питания на получение прибавки не менее 15 т/га клубней картофеля. Использование таких приемов экологизации техноло гии возделывания картофеля, как применение биогумуса и биопрепарата флавобактерин, преследовало двоякую цель:

• первое – восстановления плодородия почвы посредством повышения ее биологической активности;

• второе – получение высококачественной и экологически чистой про дукции.

Сравнительная оценка разных видов удобрений при выращивании кар тофеля на черноземах Саратовского Правобережья показала преимущество совместного применения биогумуса и флавобактерина над навозом и ми неральными удобрениями при равноценных дозах. Внесение биогумуса в почву способствовало улучшению структуры ее пахотного слоя, созданию положительного баланса гумуса и наилучшего режима азотно-фосфорно калийного питания, детоксикации многих тяжелых металлов в почве. При менение флавобактерина увеличивало численность микрорганизмов в па хотном горизонте, стимулировало дыхание почвы, повышало ее фермента тивную активность. Оптимизация условий развития растений при совмест ном применении биогумуса и флавобактерина позволила посевам сформи ровать наибольшую площадь листовой поверхности, наивысшую биомас су, максимальное число клубней в кусте, увеличило их размеры и дало са мую высокую биологическая урожайность – 40,8 т/га в среднем за два го да.

Применение биогумуса и флавобактерина обеспечивало получение эко логически чистых клубней картофеля на черноземах Саратовского Право бережья – с наивысшим накоплением крахмала и содержанием нитратов и тяжелых металлов ниже ПДК. Использование этих приемов обеспечивало наилучшие показатели экономической эффективности.

УДК 638.132+638. Н.И. Велкова Орловский государственный аграрный университет, г. Орел ПЧЕЛООПЫЛЕНИЕ – ВАЖНЫЙ ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ SINAPIS ALBA L.

В получении высоких и устойчивых урожаев семян горчицы исключи тельно важное значение имеет опыление. Причем должный эффект от него может обеспечить только целенаправленная организация опыления с ком плексным использованием дикой энтомофауны, и медоносной пчелы.

Насекомые различных групп в течение суток встречаются на горчице белой крайне неравномерно. Так, наибольшее количество медоносных пчел, шмелей и златоглазок отмечено в утренние часы. Обилие диких пче линых, цветочных мух и журчалок зарегистрировано в 12 часов. Максимум экземпляров наездников в укосах встречались в 15 часов, а божьи коровки в вечернее время.

Отмеченные закономерности во временном распределении насекомых различных групп видимо, связаны с избежанием ими конкурентных отно шений на цветках горчицы белой.

Наиболее разнообразными являются жесткокрылые, потому что они пи таются различными частями растения горчицы. В начале вегетации горчи цу заселяют листоеды. Это в основном крестоцветные блошки: рапсовая, хлебная полосатая, черная крестоцветная. Большое их количество встреча ется в начале вегетации растений. Это поколение перезимовавших жуков.

Они могут сильно повреждать крестоцветные растения, в том числе и гор чицу. Эти виды дополняет пьявица синяя. Повреждая в основном злаковые растения, она встречается на горчице, однако в отличие от блошки, пьяви ца не бывает многочисленной.

Вторую группу жуков составляют виды, питающиеся дополнительно пыльцой на цветках горчицы. Первое место среди них занимают божьи ко ровки. Как известно основной их пищей являются тли. Однако в период цветения горчицы, рапса, гречихи они постоянно посещают цветки этих растений и питаются пыльцой. Наиболее массовой из всех коровок являет ся 7-точечная.

В данную группу также следует отнести мягкотелок. Представители данного семейства хищники. Отмечены виды рода Caufharius могут пи таться цветками различных растений. Но их вред из-за малой численности бывает несущественным. Мягкотелок дополняет бронзовка (Pefosia lugubris). Даже гороховая зерновка (Bruchus pissorum) встречается на цвет ках горчицы питаясь пыльцой. Поднимаются по растениям на цветки рас тительноядные жуки амары (p. Амаra). Их также по-видимому привлекает пыльца цветков.

Высокая доля жуков поддерживается в основном за счет рапсового цветое да (рапсовая блестянка – Meligethes aeneus). Жук грызет пыльники и другие части цветков культурных и дикорастущих крестоцветных. Личинка развива ется в бутонах. В год дает одно поколение. Может серьезно вредить, снижать урожай семян. Суммарная доля жесткокрылых составляет около 58 % насеко мых стеблестоя.

Перепончатокрылых зарегистрировано 15 видов. Отличительной осо бенностью данной группы насекомых является то, что большая их часть является опылителями. Цветки горчицы привлекают пчелиных. Диких пчелиных насчитывалось больше, чем пчелы. Первые бывают на цветках более продолжительное время, чем вторые.

Кроме типичных опылителей в данном отряде насекомых отмечены хищники и вредители. К первым относятся муравьи, которые посещают цветки, питаясь нектаром. Из вредителей встречается рапсовый пилиль щик. По численности данный отряд в 2 раза уступает жесткокрылым.

Представителей отряда двукрылых на горчице отмечено 12 видов. В данной группе также основную часть составляют насекомые связанные с цветками. Возможно, из-за их мелких размеров они играют меньшую роль, чем пчелы. Однако как кормовое растение горчица привлекает мух некта ром цветков. По видовому и численному соотношению они занимают место после жуков и перепончатокрылых.


Доминирующими группами среди двукрылых являются журчалки (5) и львинки (3 вида). Основные представители отряда немногочисленны. Сле довательно, несмотря на то, что многие двукрылые на цветках растений находят себе дополнительное питание, на горчице их много не бывает.

Отряд клопов (полужесткокрылые) на посевах горчицы представляют 11 видов. В отличие от перечисленных выше данный отряд не отличается своей спецификой. Один вид является хищником (Nabis ferus) и встречает ся на посевах многих сельскохозяйственных культур. Полифитофагами яв ляется группа полевых клопов липусов (p. Lygus). Остальные виды чаще встречаются на отдельных культурах, например: хлебный, капустный, ягодный, люцерновый. Суммарная доля клопов составляет всего 3,3 % от общей численности.

Перечисленные выше отряды насекомых составляют значительную часть видового состава и численности в стеблестое горчицы. Остальные насчитывают 1–4 вида и малочисленны. По пищевой специализации пря мокрылые и равнокрылые являются вредителями. Стрекозы, златоглазки, скорпионовые мухи – хищниками, бабочки – опылителями.

Всего в агроценозе горчицы белой зарегистрировано около 70 видов на секомых. Они представляют 10 систематических групп. Основную массу насекомых составляют опылители, питающиеся нектаром или пыльцой.

Медоносные пчелы охотно посещали сортообразцы горчицы белой, но наибольшее предпочтение отдавали пяти: к-4113 (Дания), к-4228п (Кана да), к-4189 (Чехословакия), к-2372 (Украина), к-4078 (Россия).

В условиях современной системы земледелия опылению пчелами необ ходимо уделять, как и другим приемам передовой агротехники, особое внимание при решении задачи повышения урожаев ценнейшей медонос ной культуры – горчицы белой.

УДК 633.16:631.821. Е.Н. Волкова Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров, г. Санкт-Петербург ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ СОРТОВ МОРКОВИ НА ИЗВЕСТКОВАНИЕ ПОЧВЫ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ КАДМИЕМ Большинство овощеводческих хозяйств с доперестроечных времен спе циализации и концентрации отрасли располагаются в пригородной зоне крупных промышленных центров. Такое местоположение является выгод ным с точки зрения быстрой доставки потребителю свежих овощей. Одна ко процесс урбанизации продолжается и носит объективный характер. В связи с этим пригородное овощеводство открытого грунта зачастую попа дает в «зону экологического риска», все больше испытывая на себе все по следствия промышленного загрязнения окружающей среды. По эксперт ным данным, почвы Ленинградской области, особенно расположенные во круг г. Санкт-Петербурга и районных центров с наибольшей техногенной нагрузкой на окружающую среду (Гатчина, Кириши, Сланцы, Тихвин, Вы борг и др.), загрязнены комплексом поллютантов, в том числе кадмием, относящемуся к 1 классу токсической опасности.

Биологическим способом ограничения накопления в овощных растени ях тяжелых металлов является подбор сортов. Имеются данные о сущест вовании значительных генотипических различий по содержанию кадмия (от 0,4 до 26 мг/кг) между сортами салата, картофеля, однако надо отме тить, что вопрос изучен пока недостаточно. В своих исследованиях мы по пытались установить отзывчивость 7 сортообразцов моркови (из коллек ции ВИРа) на известкование (по 0,5 ГК и 1,0 ГК) кислых, загрязненных кадмием почв и сортовые особенности накопления этого металла расте ниями. Кадмий вносили в почву в виде водного раствора соли (CH3COO)2Cd х2H2O в дозе 1 мг/кг почвы или 5 мг/сос. за 2 недели до по сева растений.

Обычно для моркови указывают широкий интервал значений кислотно сти (рН 5,1–6,0), в котором она может произрастать. Действительно, в на шем опыте и при слабокислой реакции почвенного раствора (рН 5,1), и при реакции, близкой к нейтральной (рН 5,9), получили удовлетворительный урожай, то есть все изучаемые сорта положительно реагировали на извест кование. При известковании по полной ГК урожай корнеплодов и ботвы в среднем по всем сортам был соответственно на 18 % и 29 % выше, чем при известковании половинной дозой. Наименее отзывчивыми оказались «Ко лорит» и «Олимпиец», биомасса которых увеличилось только на 8,8 % и 9,9 %, а наиболее отзывчивыми – «Calgary» и «Mini express» – на 30,4 % и 46,7 %. Степень влияния фактора «известкование» на различные показате ли структуры урожая варьировала от 7,6 % до 19,3 % и была менее значи тельной, чем для фактора «сорт». Сорта, выбранные для изучения, значи тельно варьировали по биомассе даже в пределах одного фона. Известко вание полной дозой существенно, на 47 % в среднем по сортам, снижало концентрацию Cd в корнеплодах, но больше всего у «Calgary F1» и «Charger». То же касается и выноса этого элемента. Концентрацию кадмия в корнеплодах определяли отдельно в ксилеме и флоэме. Во флоэме она оказалась в среднем по всем сортам на 50 % выше, чем в ксилеме. Диспер сионный анализ показал, что сила влияния фактора «известкование» на концентрацию кадмия в частях корнеплода составляла 19,1 % для ксилемы и 58,3 % для флоэмы, а фактора «сорт» соответственно 19,5 % и 18,2 %. В среднем, по фону 0,5 Нг сорта отличались по концентрации Cd в 1,6 раза, а по фону 1,0 Нг – в 2,2 раза. Коэффициент накопления Cd корнеплодами с увеличением дозы извести снижался от 5,3 до 2,9. Минимальным содержа нием кадмия, независимо от уровня кислотности почвы, отличались «Magno F1» (Нидерланды) и «Колорит F1» (Молдова).

Таким образом, при планировании известкования почвы, загрязненной кадмием, следует учитывать биолого-морфологические особенности сор тов моркови, что позволит существенно снизить затраты, связанные с вне сением мелиорантов и получить продукцию, пригодную к употреблению по концентрации кадмия в корнеплодах.

УДК 619.4:616.9:576- М.В. Волкова1, М.Л. Малинин Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ГНУ Саратовский НИВИ Россельхозакадемии, г. Саратов ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ В ИММУНОПРОФИЛАКТИКЕ КОЛИБАКТЕРИОЗА КУР Колибактериоз – энзоотическая септическая болезнь различных видов домашних птиц (преимущественно кур), вызываемая патогенными типами кишечной палочки различных серологических групп. Для профилактики колибактериоза используют различные препараты: антибиотики, сульфа ниламидные, бактериальные препараты, биологически активные вещества.

Однако все эти препараты относятся к средствам неспецифической профи лактики колибактериоза. Основным недостатком их является невысокая эффективность, большое число противопоказаний, высокая себестоимость препаратов. Наиболее эффективным способом борьбы с колибактериозом является вакцинация. Известна вакцина против колибактериоза птиц, вы пускаемая ФГУП Ставропольской биофабрикой, содержащая взвесь бакте рий Escherichia, инактивированных формалином. Использование инакти вированных вакцин приводит к созданию менее напряжённого и не про должительного иммунитета по сравнению с живыми вакцинами.

Исследования направлены на решение задачи создания простой в изго товлении, эффективной живой вакцины против колибактериоза кур, обла дающей высокоиммуногенными и протективными свойствами за счёт формирования антитоксического иммунитета.

Разработана вакцина против колибактериоза кур, содержащая раствори тель и антиген на основе культур Escherichia coli, содержит в качестве рас творителя физиологический раствор, а в качестве антигена – антиген из штамма E. сoli «Б-5» с содержанием 1,0 х 106 – 2 х 106 микробных клеток в 1 см3 физиологического раствора.

Протективное действие вакцины изучали путём заражения различными вирулентыми штаммами иммунизированных данной вакциной и неимму низированных цыплят по изменению среднесуточных привесов. Наиболь шие привесы наблюдались при содержании микробных клеток в иммуни зирующей дозе 1х106 микробных клеток в 1 см3 исходного раствора вакци ны.

В сыворотке крови образуются иммунокомплексы с токсинсодержащим материалом вирулентных штаммов, что подтверждает формирование эф фективного антитоксического иммунитета у иммунизированных цыплят.

Оценку иммуногенных свойств вакцины проводили также путем опреде ления содержания цитокинов (интерлейкинов ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6, интерфе рона (ИФ-) и фактора некроза опухоли ФНО-) в сыворотке крови при внутримышечном введении разработанной вакцины.

Определение интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли проводили с помощью набора реагентов тест-системы производства ООО «Цитокин»

(Санкт-Петербург). Постановку иммуноферментного анализа осуществля ли в соответствии с рекомендациями производителя. Результаты учитыва ли на спектрофотометре для микропланшетов при длине волны 490 нм (для ИЛ-1) и 492 нм (для ФНО- ).

Определение интерферона – и других интерлейкинов (ИЛ-4 и ИЛ-6) проводили согласно рекомендациям производителя с помощью набора реагентов тест-систем «-Интерферон-ИФА-БЕСТ» и «ИЛ-4-ИФА-БЕСТ»

производства ЗАО «Вектор-БЕСТ», г. Новосибирск. Учёт результатов про водили по общепринятой методике. В результате установлено, что вакци на активизирует выработку цитокинов ( ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6, ИФ-, ФНО-).

Установлено, что вакцина является эффективным протективным анти токсическим препаратом для использования в профилактике колибакте риоза кур.

УДК 631. А.Т. Глухов1, С.И. Калмыков Саратовский государственный технический университет, г. Саратов Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ Из биофизики [2] известно, что энтропия (S) или информация (I) уста навливается по формуле Шеннона:

S = I = K p j ln p j (1) j где pj – вероятность появления j-о события;

K – коэффициент, определяющий единицу измерения энтропии.

Далее в биофизике следуют пояснения М.В. Волькенштейна о единицах измерения энтропии: если в формуле (1) K = 1/ln 2, то информация выра жается в битах, если же K = k = 1,38*10-23 Дж/К (постоянная Больцмана), то энтропия выражается в Дж/К, т.е. в энтропийных единицах термодина мики. И наконец, М.В. Волькенштейн заключает, что информационная эн тропия (1) действительно совпадает с термодинамической.

Энтропия с размерностью Дж/К имеет термодинамический и в то же время информационный смысл, который определяет физическое состояние объекта (молекулы) по отношению к внешней температуре. Информаци онная же энтропия с размерностью в битах определяет степень неопреде ленности объекта (одной молекулы) по отношению к физическому состоя нию другого объекта (другой молекулы) по многим параметрам. Степень неопределенности между объектами разрешается путем приобретения и/или передачи информации [2, 7]. Причем используется множество параметров для разрешения неопределенности по осуществлению порядка последую щих действий (протекания реакций, построения биологических систем).

Таким образом, информация появляется только в том случае, если появля ется необходимость разрешения неопределенности по упорядоченности последующих событий [4].

Разрешение неопределенности состояния объектов на множестве их свойств, включающих и изменения энергии по температуре, поясним на примере сильных и слабых молекулярных взаимодействий [3, 4]. Энергия сильных взаимодействий определяет цепное строение биополимеров и об разуется электронами атомов. Сильные ковалентные связи формируют ки слотные остатки, нуклеотиды, гексозы. Их перестройка происходит при химических реакциях, катализируемых ферментами. Здесь катализатор вы ступает в роли проводника информации. При контакте реагентов в отсут ствии катализатора (фермента), реакция не идет. Это означает, что в отно шениях между реагентами появилось состояние неопределенности, кото рое в данном случае разрешается запрещающей информацией о порядке протекания химического взаимодействия. Для того чтобы реакция имела место необходимо понизить энергетический барьер. Этого можно достичь двумя путями: повышением температуры или использованием катализато ра (фермента). Катализатор, так же как и повышение температуры, пони жает энергетический барьер и разрешает состояние неопределенности реа гентов о порядке событий реакции. То есть появляется канал передачи ин формации, в роли которого выступает либо повышение температуры, либо фермент. Можно предположить, что энергия фермента по преодолению энергетического барьера используется для передачи информации.

Слабые не валентные взаимодействия в биологических молекулах и между ними определяют предварительное (до появления химической ре акции) поведение реагентов и порядок событий. К таким связям относятся [2, 3]: ионные, ион-дипольные, электростатические (ориентационные), ин дукционные, дисперсионные, водородные и гидрофобные. Эти силы, по сути, являются управляющими при построении упорядоченного процесса в биологических системах, то есть управляют информационным разрешени ем неопределенности их состояния накануне контакта. Другими словами, появление тех или иных характерных сил и их совместное или раздельное слабое действие приводит к выбору направления движения молекул (раз решению неопределенности) по конкретной упорядоченной траектории процесса.

При химических реакциях хотя и наблюдается непрерывный процесс их протекания, однако имеют место короткие промежутки времени между со бытиями. В эти промежутки действуют слабые силы, которые ориентиру ют молекулы в пространстве, создавая последовательный порядок собы тий. Появление случайного сочетания действующих слабых сил (механизм разрешения неопределенности или передачи информации) в заданном про цессе химической реакции проявляется многократно и каждый раз такое их сочетание приводит к одной и той же последовательности событий.

Случайное же проявление слабых сил приобретает свойства носителей ин формации и определяет принцип минимальной вероятности разрушения процесса [3, 4].

Для анализа информационных отношений между молекулами и/или мо лекулярными группами в процессах до формирования химических реакций, будем использовать правила теории алгоритмов А. Н. Колмогорова [7].

1. Алгоритм Гi, примененный к начальному состоянию S из множества алгоритмов G (траекторий процесса), должен иметь решение или заключи тельное состояние В.

Гi(S) В, где Г G i 2. Алгоритмический процесс расчленяется на отдельные шаги заранее ограниченной сложности;

каждый шаг состоит в непосредственной пере работке состояния S, возникшего к этому шагу, в состояние S* F(S), где F – информационный оператор.

События в процессе реакций гликолиза и их вероятности № Наименование событий в реак- Количество Вероятности событий Энтро Реак- циях гликолиза событий появления, не появле- пия ции f(p) ния, 1 - p p n n 1 2 3 4 5 6 Наличие молекул глюкозы 1 1 0,0208 0,9792 0, Наличие молекул АТФ 1 2 0,0417 0,9583 0, Наличие фермента гексокиназы 1 3 0,0625 0,9375 0, 1 Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 4 0,0833 0,9167 0, Протекание реакции 1 5 0,1042 0,8958 0, Появление нового вещества – глюкозо-6-фосфата 1 6 0,1250 0,8750 0, 2 Наличие фермента – глюкозо 1 7 0,1458 0,8542 0, фосфатизомеразы Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 8 0,1667 0,8333 0, Протекание реакции 1 9 0,1875 0,8125 0, Появление нового вещества – фруктозо-6-фосфата 1 10 0,2083 0,7916 0, Наличие молекул АТФ 1 11 0,2292 0,7708 0, Наличие фермента – фосфоф 3 1 12 0,2500 0,7500 0, руктокиназы Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 13 0,2708 0,7292 0, Протекание реакции;

1 14 0,2917 0,7083 0, Появление нового вещества – фруктозо-1,6-дифосфата 1 15 0,3125 0,6875 0, Наличие фермента – альдолазы 1 16 0,3333 0,6667 0, Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 17 0,3542 0,6458 0, Протекание реакции 1 18 0,3750 0,6250 0, Появление нового вещества – фосфоглицеринового альдегида (ФГА) (1 молекула) 1 19 0,3958 0,6042 0, Появление нового вещества – фосфодиоксиацетона (ФДОА) 1 20 0,4167 0,5833 0, Появление нового вещества – 5 фосфоглицеринового альдегида (ФГА) (1 молекула) 1 21 0,4375 0,5625 0, Наличие фермента – дегидроге 1 назы фосфоглицеринового альде 0,4583 0,5417 0, гида Наличие кофермента НАД 1 23 0,4792 0,52083 0, Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 24 0,5000 0,5000 1, Протекание реакции 1 25 0,5208 0,4792 0, Появление нового вещества – восстановление 1 НАД до 2НАДН + 2Н+ 0,5417 0,4583 0, Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6 Появление нового вещества – 1,3-Дифосфоглицериновой ки слоты (2 молекулы) 1 27 0,5625 0,4375 0, Наличие фермента – фосфогли 1 28 0,5833 0,4167 0, цераткиназы Наличие АДФ 1 29 0,6042 0,3958 0, Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 30 0,6250 0,3750 0, Протекание реакции (субстрат ное фосфорилирование) 1 31 0,6458 0,3542 0, Появление нового вещества – АТФ (аккумуляция прибавочной энергии) 1 32 0,6667 0,3333 0, Появление нового вещества – 3 7 Дифосфоглицериновой кислоты (3-ФГК) (2 молекулы) 1 33 0,6875 0,3125 0, Наличие фермента – фосфогли 1 34 0,7083 0,2917 0, цератмутазы Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 35 0,7292 0,2708 0, Протекание реакции 1 36 0,7500 0,2500 0, Появление нового вещества – 2 Дифосфоглицериновой кислоты (2-ФГК) (2 молекулы) 1 37 0,7708 0,2292 0, 8 Наличие фермента – енолазы (фосфопируватгидратазы) 1 38 0,7917 0,2083 0, Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 39 0,8125 0,1875 0, Протекание реакции 1 40 0,8333 0,1667 0, Появление нового вещества – воды (Н2О) 1 41 0,8542 0,1458 0, Появление нового вещества – фосфоенолпирувата (ФЕП 2 – молекулы) (аккумуляция приба 42 0,8750 0,1250 0, вочной энергии) Наличие АДФ 1 43 0,8958 0,1042 0, 9 Наличие фермента – пируватки 1 44 0,9167 0,0833 0, назы Взаимная ориентация молекул слабыми силами 1 45 0,9375 0,0625 0, Протекание реакции 1 46 0,9583 0,0417 0, Появление нового вещества – пирувата (ПВК – 2 молекулы) (аккумуляция прибавочной энер 47 0,9792 0,0208 0, гии) Появление обогащенных энер гией молекул АТФ (аккумуляция прибавочной энергии) 1 48 1 0,00 0, Количество событий 48 48 34, 3. Процесс переработки продолжается до тех пор, пока либо не про изойдет безрезультатная остановка, если информационный оператор F не определен для получившегося состояния, либо не появиться сигнал о ре шении. Не исключается возможность бесконечного продолжения процесса, если никогда не появиться сигнал о решении.

S*1 = F(S0) S*2 = F(S1) S3 = F(S2) … Si = F(Si-1) 4. Непосредственное преобразование производится лишь на основании информации об активной части состояния S.

S S* = F(S) Процессы ФС1, ФС2, гликолиза, С3-цикла, С4-цикла, САМ-фотосинтеза происходят по заданным траекториям. Эти траектории имеют наперед за данное направление. Управляемые слабыми силами ионы, молекулы и группы молекул осуществляют движение в такой последовательности со бытий, что вероятность разрушения этого направления процесса мини мальна. В противном случае либо должна произойти безрезультатная оста новка (третье правило), либо процесс будет развиваться по иной траекто рии. Очередная реакция будет иметь место лишь на основании информа ции об активной части слабых.

По данным таблицы составлен график (рис.) зависимости информаци онной энтропии (неопределенности) от вероятности появления каждого события в процессе гликолиза.

Энтропия 3 4 0, 2 0, 0, 0, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Вероятность Рис. 1. График зависимости энтропии (неопределенности) от вероятности появления событий в реакциях гликолиза.

1 О - номер реакции и момент ее завершения Анализ таблицы в сочетании с графиком показывает, что в начальный момент имеет место полная определенность: p = 0;

f(p) = 0 – реакции нет.

Однако наличие молекул глюкозы, АТФ и гексокиназы порождает процесс их ориентации и химических взаимодействий. Появляется первая реакция, в результате которой исходные вещества превращаются в глюкозо-6 фосфат. При наличии глюкозофосфатизомеразы и очередной ориентации процесс продолжается (вторая реакция) и появляется фруктозо-6-фосфат.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.