Изучение влияния водных экстрактов коры осины на рост корней Бобо вых и злаковых

- повышенное содержание свинца в хвое сосны обыкновенной (Wnus sylvestns), произрастающей в зоне умеренного воздействия токсикантов (32 км), можно объяснить наличием в данном районе предприятия теплоэнергетики, а также автомобильных дорог;

- наиболее устойчива по отношению к негативным факторам окружающей среды береза повислая (Betula pendula Roth);

- при воздействии на растения тяжелых металлов также достаточной устойчивостью обладают вяз приземистый (Pumila ulmus) и тополь бальзамический (Populus balsamifera).

При формировании ассортимента древесно-кустарниковых насаждений на территории города важно учитывать способность растений сохранять санитарно-гигиенические и декоративные качества в условиях повышенной техногенной нагрузки.

По результатам проведенного лабораторного анализа наиболее газоустойчивой породой оказалась береза повислая (Betula pendula Roth), при воздействии тяжелых металлов - тополь бальзамический (Populus balsamifera).

Эти растения могут быть рекомендованы для оптимизации нарушенных экосистем и формирования газоустойчивого ассортимента: реконструкция и посадка березы повислой - в составе куртин, групп в дворовых пространствах жилых микрорайонов, при озеленении территорий общего и ограниченного пользования; тополя бальзамического - в виде рядовых посадок вдоль автомагистралей с интенсивным движением транспорта.

Литература

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей природной среды Иркутской области в 2002 году» / Государственное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПП России по Иркутской области. - Иркутск, 2004. - 321с.

2. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в 2007 году» / Министерство природных ресурсов Иркутской области. - Иркутск, 2008. - 324 с.

---------♦'-----------

УДК 631.866 С.В. Соболева, Л.И. Ченцова

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОДНЫХ ЭКСТРАКТОВ КОРЫ ОСИНЫ НА РОСТ КОРНЕЙ БОБОВЫХ И ЗЛАКОВЫХ

В статье рассматривается регулирующая активность водных экстрактов коры осины на рост корней бобовых и злаковых. Предложена технология получения водных экстрактов коры осины.

Ключевые слова: кора осины, экстракция, водные экстракты, экстрактивные вещества, технология, стимулятор роста, бобовые, злаковые.

S.V. Soboleva, L.I. Chentsova

RESEARCH OF THE ASPEN BARK WATER EXTRACT INFLUENCE ON THE BEAN AND CEREAL ROOT GROWTH

Control activity of the aspen bark water extracts for the bean and cereal root growth is considered in the article. The technology for the aspen bark water extract production is offered.

Key words: aspen bark, extraction, water extracts, extractive substances, technology, growth-promoting factor, bean, cereal.

Введение. Известно, что водные экстракты коры осины содержат углеводы, водорастворимые витамины, а также соединения фенольной природы, способные воздействовать на рост растений. Есть публикации о влиянии фенольных соединений на рост растений [1-2]. Содержание фенольных соединений в водных экстрактах коры осины достаточно велико и достигает от 10 до 28 %. Они выполняют различные функции: гидроксикоричные кислоты - структурные, защитные и резервные; флавоноиды - сигнальные и защитные; лигнин - структурные и защитные. Согласно литературным данным [3], водорастворимые фенолы также проявляют стимулирующую и ингибирующую ростовую активность по отношению к злаковым. Механизм воздействия фенольных соединений на процессы роста связан с их влиянием на гормональный обмен, в том

числе на образование 3-индолуксусной кислоты (ИУК). Дифенольные соединения с орото-гидроксильной группой стимулируют образование ИУК из триптофана, а монофенолы с мета-гидроксильной группой ускоряют разрушение этого гормона, угнетая этим рост растений [4]. Флавоноиды с орто-дигидроксильными группами в кольце А ингибируют, а с гидроксильной группой в пара-положении кольца В стимулируют активность гормона ИУК. Физиологическая роль фенольных соединений состоит в изменении ростовых процессов в зависимости от времени суток, сезона года и др. [5-6].

Цель исследований - получение водных экстрактов из коры осины и изучение рострегулирующей активности водных экстрактов коры осины.

Материалы и методы исследований. Материалом для исследований послужила кора осины, заготовленная ручным способом в марте месяце в Емельяновском районе Красноярского края. Пробу измельчали на шнековом измельчителе, отбирали фракцию до 3 мм. Суммарное количество водорастворимых веществ находили по уменьшению массы абсолютно сухого растительного сырья (а.с.с.). Водные экстракты коры осины получали методом настаиваний в течение 48 ч при температуре 25°С. В качестве объекта исследований были выбраны пшеница (сорт «Ранняя озимая»), а также кукуруза (сорт «Тройная сладость») и горох (сорт «Хавский жемчуг»). Качество семян соответствовало ГОСТ Р52171-2003.П 8242. Рострегули-рующую активность водных экстрактов коры осины с концентрацией от 1-105 г/л до 10 г/л изучали на проростках пшеницы сорта «Ранняя озимая», кукурузы сорта «Тройная сладость» и гороха сорта «Хавский жемчуг» в лабораторных условиях в чашках Петри. Семенной материал стерилизовался один раз в течение 5 мин 0,1%-м раствором КМп04 и замачивался в воде на 3-е суток при температуре 25°С. Перед замачиванием чашки Петри с фильтровальной бумагой ошпаривали кипящей водой. Для экспериментов использовали проростки с длиной корней от 1 до 2 см. Проростки выдерживали в 50 мл растворов экстрактивных веществ коры осины в течение одного часа. Затем пророщенные семена раскладывали в чашки Петри, добавляли 10 мл дистиллированной воды и инкубировали в термостате при температуре 26°С в течение пяти суток. Измеряли длину корней по прошествии трех и пяти суток и рассчитывали разницу по сравнению с начальной длиной. В качестве контроля семена замачивали в дистиллированной воде. Опыт повторяли не менее двух раз, для каждого разведения использовали 100 семян. Содержание индивидуальных веществ водных экстрактов определяли общепринятыми методами [7]. Статистическую обработку прироста проростков проводили при помощи пакета Microsoft Exсel 97 для Windows и компьютерного пакета статистических программ «Snedecor». Для всех средних величин рассчитывалась стандартная ошибка, результаты исследований были подвергнуты дисперсионному анализу.

Результаты исследований и их обсуждение. Согласно проведенным исследованиям, химический состав водорастворимой части экстрактивных веществ коры осины представлен такими веществами, как водорастворимые углеводы (30,2%), конденсированные танниды (42%), витамин С (0,9%), простые фенольные соединения (23,9%), минеральные вещества (2,9 %) (от массы сухих веществ экстракта).

Нами было изучено влияние водного экстракта коры осины на рост проростков пшеницы, кукурузы и гороха. За 100 % был принят контрольный образец.

В интервале концентраций от 0,1 до 10 г/л водорастворимые веществ коры осины оказывают ингибирующий эффект (рис. 1), при этом прирост корней достоверно (Р < 0,05) снижается. При значимом (Р < 0,01) и дальнейшем разбавлении экстракта от 1 -Ю 2 до 1  10 4 г/л наблюдается стимулирующий эффект. Снижение концентрации экстрактивных веществ коры осины до И0-5 г/л приводит к снижению ростовой активности, эта тенденция сохраняется для всех культур. На 5-й день наблюдений было выявлено достоверное (Р < 0,05; Р < 0,01) увеличение прироста проростков: кукурузы (30%), гороха (40%), пшеницы (35%) по сравнению с контролем. Аналогичная картина наблюдалась на третий день, но с меньшим приростом (кукурузы -15%); гороха - 20%; пшеницы - 15%).

Анализ увеличения прироста проростков зерновых и бобовых (рис.1) показал, что зерновые дают меньший прирост по сравнению с бобовыми на 10 %. Однофакторный дисперсионный анализ показал достоверное (Р < 0,01) положительное влияние разбавления водных растворов экстрактивных веществ коры осины до концентрации 1  10 5 г/л; дальнейшее разбавление не приводит к увеличению роста корней.

Согласно литературным данным [8], существуют несколько технологий переработки коры осины с получением биологически активных препаратов. По результатам проведенных исследований нами предложена технологическая схема получения водных экстрактов из коры осины. Экстракция коры осины проводится водой при температуре 25-300С. Для повышения степени извлечения и увеличения концентрации экстрактивных веществ применяют батарею диффузоров.

10 1 0,1 0,01 0,001 0,0001 1Е-05

Концентрация экстрактивных веществ, г/л

Контроль

Кукуруза

Горох

Пщеница

Рис. 1. Зависимость прироста проростков кукурузы, гороха и пшеницы от концентрации экстрактивных веществ водных растворов коры осины на пятые сутки

Батарея диффузоров работает по принципу противотока, т.е. свежая вода взаимодействует уже с экстрагированной корой осины, а наиболее концентрированный раствор - со свежей твердой корой. Технологическая схема экстракции коры осины приведена на рис. 2.

и

Л

Ср

О

V

-м-

II

1=

-Е*3-

-м-

V

III

ей

«

О

РР

-> Твердый остаток на биоконвекцию

4

5

Рис. 2. Технологическая схема экстракции коры осины в батарее диффузоров

Кора подается в измельчитель 1, свежая вода насосом 4 подается сверху из емкости 3 в три последовательно работающих экстрактора. Отвод воды из экстрактора осуществляется снизу. При таком направле-

нии движения жидкость равномерно заполняет сечение аппарата, при этом не происходит смешивания более концентрированного экстракта с раствором низкой концентрации, приводящего к уменьшению движущей силы процесса. Готовый экстракт собирается в сборник 5. Отработанный твердый остаток после выгрузки из экстрактора отправляется на биоконверсию. Длительность экстракции составляет от 6 до 8 ч.

Заключение. Таким образом, проведенные исследования показали, что водные экстракты коры осины обладают в зависимости от концентрации экстративных веществ ростингибирующей или стимулирующей активностью. Полученные данные говорят о том, что водные экстракты коры осины увеличивают прирост проростков кукурузы на 30%, гороха - на 40, пшеницы - на 35 % по сравнению с контролем при концентрации экстрактивных веществ коры осины 110-3 г/л. Нами предложена технологическая схема получения водных экстрактов из коры осины с выделением до 23,6 % экстрактивных веществ.

Литература

1. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. -М.: Наука, 1993. - 272 с.

2. Долгодворова С.Я., Бурлакова Р.Ф., Черняева Г.Н. Содержание фенольных соединений в древесине и коре осины (Рори!ив ^ети1а Ь) // Химия древесины. - 1990. - № 5. - С. 79-82.

3. Некрасова В.Б., Курныгина В.Т., Никитина Т.В. Лечебно-профилактическая продукция фирмы «Фито-лон» на основе растительного сырья // Изучение и применение лечебно-профилактических препаратов на основе природных биологически активных веществ: сб. науч. тр. - СПб.: Эскулап, 2000. -С. 88-91.

4. Биологически активные вещества растительного происхождения: в 3 т. / под ред. Б.Н. Головкина. - М.: Наука, 2001.

5. Высоцкая И.Ф., Королева И.И. Химический состав коры ели и осины // Гидролизная и лесохимическая промышленность. - 1971. - № 7. - С. 4-5.

6. Кушникова Е.А., Васильев С.Н. Выделение и изучение экстрактивных веществ коры осины // Химия и технология растительных веществ: мат-лы 2-й Всерос. конф. - Казань, 2002. - С. 132-133.

7. Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учеб. пособие. - М.: Экология, 1991. - 320 с.

8. Некрасова В.Б., Ланд В.Я. Промышленная переработка осиновой коры // Химия и использование экстрактивных веществ дерева: тез. докл. 3-й Всесоюз. науч.-техн. конф. - Горький, 1990.

---------♦-----------