Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно полезных признаков картофеля в Республике Алтай

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно полезных признаков картофеля в Республике Алтай"

На правах рукописи

СИМОНОВА Ольга Ивановна

ДЕЙСТВИЕ И ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ГЕПТИЛА НА ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХОЗЯЙСТВЕННО ПОЛЕЗНЫХ ПРИЗНАКОВ КАРТОФЕЛЯ В РЕСПУБЛИКЕ АЛТАЙ

03.00.16 - Экология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

11овосибирск - 2004

Работа выполнена на кафедре зоологии, экологии и генетики в Горно-Алтайском государственном университете.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор Стрельцова Тамара Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Наплёкова Надежда Николаевна

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Леонова Нина Семёновна

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский

институт растениеводства и селекции СОРАСХН (г.Новосибирск)

Защита диссертации состоится »2004 г. п/^часов на заседании диссертационного совета Д 220.048.03 в Новосибирском государственном аграрном университете (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета

Автореферат разослан «.6 ))и^^с^/иЛ^ 2004 г. Учёный секретарь диссертационно) о совета' КочневН.Н.

гЩШЧ

Т1М-

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. В настоящее время в связи со значительным прогрессом производства, науки и техники угрожающий характер приобрели экологические проблемы. На окружающую среду воздействуют химические вещества - суперэкотоксиканты. Это воздействие затрагивает все регионы Земли, в том числе и такие, казалось бы, удалённые от промышленных центров, как Республика Алтай. Республика, площадью в десятки тысяч квадратных километров испытывает всю тяжесть последствий, связанных с отравлением высокотоксичным ракетным топливом. (Петрова З.М., Остапенко Н.С., 1999).

Официально малонаселённые районы Горного Алтая военно-космические силы Министерства обороны Российской Федерации используют под территорию для падения отделяющихся ступеней с 1995 года в соответствии с Договором Российской Федерации и Республики Алтай «Об использовании участков территории Республики Алтай под районы падения отделяющихся фрагментов при пусках ракет - носителей с космодрома „Байконур"».

Среди ракетных топлив главными токсикантом, действующим на биоту являются несимметричный диметилгидразин (НДМГ), или гептил, и его производные, которые относятся к группам канцерогенных и мутагенных веществ, представляющих высокую степень опасности для здоровья человека.

В действительности, в природных условиях очень трудно определить, какое действие оказывает гептил различных концентраций на объекты окружающей среды, в том числе и на главную культуру, выращиваемую повсеместно в регионах республики Алтай, - картофель. В связи с этим в настоящем исследовании в качестве объекта выбран широко возделываемый сорт картофеля Невский.

1.2 Цель исследования. Изучить действие и последействие гептила на развитие качественных и количественных признаков картофеля в условиях Республики Алтай.

1.3 Задачи исследования - изучить действие и последействие растворов гептила различных концентраций на следующие признаки:

высота растений;

число стеблей в кусте;

число междоузлий на стебле;

общая масса и масса товарных клубней на куст;

среднее число и число товарных клубней на куст;

содержание сухого вещества, крахмала, аскорбиновой кислоты и

нитратов в клубнях.

1.4 Научная новизна. Впервые в условиях Республики Алтай изучено действие и последействие гептила на важнейшую сельскохозяйственную культуру - картофель. Показано, что исследуемый компонент ракетного

топлива гептил оказы

ичные количественные и

к • акА

качественные признаки картофеля. Выявлено, что гептил влияет на развитие картофеля, как при непосредственной обработке посадочного материала, так и при внесении его в почву при посадке. Установлено, что гептил характеризуется как стимулирующим, так и ингибирущим эффектом, причём его действие и последействие сильно модифицируется условиями вегетации картофеля (влага, температура).

1.5 Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные дают представление о характере действия несимметричного диметилгидразина на рост и развитие картофельного растения, и таким образом указывают на необходимость срочного принятия мер по предотвращению распространения этого химического вещества в природе.

1.6 Апробация результатов. Результаты работы доложены на VIII генетико-селекционной школе - конференции в Новосибирске в 2001г.. на международном научном съезде студентов и молодых учёных в Абакане в 2000, 2002 и 2003 г.г, на региональной практической конференции в Горно-Алтайске, на годичном учёном совете кафедры зоологии, экологии и генетики ГАГУ.

1.7 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 рабог.

1.8 Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, выводов, литературного обзора и приложения; содержит 137 страниц машинописного текста, 47 таблиц, 47 рисунков. Библиографический список включает 100 источников.

1.9 Основные положения, выносимые на защиту:

1. Гептил влияет на рост и развитие картофельного растения как при непосредственной обработке им клубней, так и при внесении в почву.

2. Биологический эффект последействия гептила наблюдается в ряду нескольких поколений.

2. МАТЕРИАЛ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в Майминском районе Республики Алтай на выщелоченных лугово-черноземных почвах.

Изучали влияние несимметричного диметилгидразина, который является замещённым производным гидразина. Его синонимы 1,1-диметилгидразин, димазин, гептил. Химическая формула C2HgN2

НДМГ является горючим для жидких ракетных топлив. Это бесцветная жидкость с резким неприятным запахом аммиака; хорошо смешивается с водой, нефтепродуктами, спиртами и большинством органических растворителей. Он обладает хорошими низкотемпературными свойствами Является летучей легковоспламеняющейся, гигроскопичной жидкостью.

В качестве объекта для изучения влияния гептила на развитие хозяйственно - ценных признаков нами был взят сорт картофеля Невский. Сорт создан, в Северо - Западном НИИСХ. Он относится к группе

среднеранних с периодом формирования урожая товарных клубней 65-80 суток.

Полевые опыты проводили согласно методике государственного сортоиспытания (Методические указания по экологическому сортоиспытанию картофеля / ВАСХНИЛ,- М., 1982). Опыты проводили в одном пункте Майминского района в 1999-2002 г.г. В каждом варианте учитывали 120 растений В фазу цветения измеряли высоту растений, подсчитывали число стеблей и число междоузлий на каждом растении. После уборки проводили учёт урожая.

Опыты закладывали двумя методами. Первый заключался в обработке клубней при посадке растворами НДМГ (I), второй - во внесении растворов НДМГ в почву (II). Метод включал 5 вариантов. В каждом варианте учитывали 100 растений.

Контроль - без обработки клубней гептилом и без внесения его в

почву.

1 -й вариант (чист) - обработка клубней чистым гептилом, 98 % ;

2-й вариант (1:1)- обработка клубней раствором гептила в соотношении гепгила к воде 1:1, или с концентрацией 43,04 %;

3-й вариант (1:4), или с концентрацией 16,04 %;

4-й вариант (1:5), или с концентрацией 13,21 %;

5-й вариант (1:9), или с концентрацией 7,84 %.

Биохимические анализы клубней на содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты, крахмала, нитратов проводили по А.И.Ермаковой, (1987). Экспериментальные данные обрабатывали однофакторным дисперсионным анализом. (Снедекор Д.У.,1961; Удольская Н.Л.,1976; Рокицкий П.Ф.,1994).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Высота растений

Высота картофельного растения положительно коррелирует с его продуктивностью и другими хозяйственно-ценными признаками. Она может служить индикатором реакции растения на изменяющиеся условия внешней среды. 01сюда становится понятной необходимость изучения влияния гептила на выраженность и изменчивость высоты растений. Данные по высоте растений картофеля, представленные в табл. 1.

Условия вегетации оказали существенное влияние на выраженность рассматриваемого признака. Самые низкие растения в контроле формировались в 2000 г. - 54 см, а самые высокие в 2002 1. - 93 см. Такой размах изменчивости свидетельствует о значительном влиянии условий вегетации на рост картофельного растения. В год обработки клубней (19992001) и внесения в почву (1999-2000) чистый гептил оказал достоверное ингибируюшее влияние на росте растений. Внесения в почву гептила разной концентрации привело в 1999 г. в одних случаях к увеличению (11-1:5; 11-1:9),

а в других вариантах - к снижению высоты растений по сравнению с контролем (11-1:1; II-1:4).

В условиях 2000 г. и 2001 г. обработка клубней чистым гептилом привела к достоверному снижению высоты растений. Через год после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву по всем опытным вариантам наблюдалось достоверное снижение высоты растений. В 2000 г. по отдельным вариантам она снизилась до 7, а в 2001 г. до 23 % .В 2002 г. не выявлено последействие гептила при обработке посадочного материала в предыдущем году. Через два года после обработки клубней гептилом и внесения его в почву по всем вариантам наблюдалось резкое снижение высоты растений, которое достигало по сравнению с контролем 48%. Через три года после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву по всем вариантом наблюдался ингибирующий эффект по рассматриваемому признаку.

Таблица 1._Высота растений, см

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 81 54 82 54 82 93 82 93 93

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 78* 50* 72* 48* 68* 92 39* 86* 84*

[-1:1 81 54 68* 54 74* 96 41* 97* 82*

1-1:4 83 55 76* 49* 72* 97 55* 92 83*

1-15 81 49* 78* 49* 70* 91 50* 94 82*

1-19 82 53 87* 50* 71* 92 55* 91 82*

Внесение растворов гептила в почву

П-Чисг. 71* 45* - 45* 63* - 55* 90 76*

11-1:1 73* 52 - 50* 73* - 51* 92 84*

11-1.4 75* 49* - 50* 75* - 50* 91 79*

11-1.5 84* 58* - 50* 74* - 59* 83* 74*

П-1.9 85* 60* - 51* 76* - 46* 90 81*

* Здесь и далее Р < 0,05.

3.2 Число междоузлий на стебле

Число междоузлий на стебле положительно коррелирует с высотой растения и некоторыми другими признаками. Этот признак относится к одним из наиболее стабильных по реакции на изменения условий внешней среды, по этой причине очень важно знать, как гептил воздействует на образование междоузлий. Результаты исследований по влиянию гептила на число междоузлий представлены в табл. 2.

Прежде всего, установлено, что условия вегетации оказывают существенное влияние на выраженность рассматриваемого признака. Если наиболее длинный стебель формировался в 2002 г., то больше всего узлов на стебле формировалось в 2000 г. При более благоприятных условиях вегетации, сложившихся в 2000 г., гептил вызвал достоверный

отрицательный эффект как при обработке посадочного материала, так и при внесении его в почву. Вместе с тем, при неблагоприятных условиях, сложившихся в 1999 г., гептил проявил стимулирующий эффект, что, видимо, связано с более продолжительным сохранением его в почве при засушливых условиях. Через год после обработки гептилом клубней и при внесении его в почву по большинству вариантов не наблюдался достоверный эффект гептила. Через два года после применения гептила в одних условиях (2001) число междоузлий достоверно снизился, а в других (2002) оно не отличалось от контроля. Но обращает на себя внимание то, что через три года после применения гептила его отрицательный эффект сохранился по всем вариантам как при обработке посадочного материала, так и при внесении его в почву. Полученные данные свидетельствуют о крайне нестабильном проявлении эффекта гептила, что связано, видимо, со сложным взаимодействием этого химического вещества с факторами внешней среды и растением.

Таблица 2._Число междоузлий на стебле

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 13 24 15 24 14 15 14 15 15

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист. 13 19* 12* 25 12* 15 10* 14 13*

1-1.1 17* 19* И* 25 14 15 11* 15 13*

1-1 4 17* 22* 13* 24 14 16 12* 15 13*

1-1:5 18* - 19* 14* 23 14 14 13 15 12*

1-1:9 18* 23 14* 22» 14 14 12* 14 14*

Внесение растворов гептила в почву

Н-Чист 11* 17* - 24 12* - 10* 15 12*

И-1.1 И* 18* - 23 12* - 11* 15 13*

П-1 4 16* 16* - 23 13 - 11* 14 11*

П-1 5 17* 14* - 23 14 - 13* 14 13*

П-1 9 16* 20» - 24 14 - 10* 13» 13*

3.3 Число стеблей в кусте

Число стеблей картофельного растения напрямую влияет на рост клубней в почве. Признак положительно коррелирует с образованием питательных веществ, главным образом крахмала в клубнях в процессе асиммиляции. Тем самым оказывает непосредственное влияние на урожай картофеля. Бутонизация и цветение также зависят от числа стеблей у картофельного растения. Изменчивость числа стеблей служит критерием изменений условий внешней среды. Данные по числу стеблей представленные в табл. 3.

По числу стеблей в кусте проявляется довольно высокая стабильность. Во все годы, кроме 1999 г., формировалось одинаковое число стеблей. И в то же время показано, что как обработка посадочного материала

гептилом, так и внесение его в почву ведут к образованию большого числа стеблей в кусте. Резко выделялся вариант (11-1:1), когда в среднем формировалось на 6 стеблей больше, чем в контроле. Необходимо подчеркнуть, что в большинстве вариантов и при разных условиях вегетации гептил оказывал стимулирующий эффект на развитие рассматриваемого признака. Однако через три года после применения гептила этот эффект исчезал.

Таблица 3._Число стеблей в кусте

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 5 6 6 6 6 6 6 6 6

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 9* 5* 5* 6 5* 6 6 6 6

1-1 1 6» 6 6 6 7 б 7 6 6

1-1 4 9» 6 8* 8* 6 8* 6 6 6

1-1 5 8* 5* 7 6 7 6 5» 6 6

1-1 9 7* 5» 8» 8* 8* 7 7 7» 7

Внесение растворов гептила в почву

П-Чист. 6 3* - 5 3» - 9* 6 6

11-1 1 11« 6 - 7 8» - 9* 6 5

11-1 4 8» 6 - 6 5 - 9» 6 7

II-1 5 7* 7* - 6 6 - 6 7 5

П-1 9 1* 7* - 6 6 - 10* 7 7

3.4 Число клубней на куст

Число клубней на куст положительно коррелирует с урожайностью. Оно может служить индикатором реакции растения на изменяющиеся условия среды. Отсюда становится понятным необходимость изучения влияния гептила на характер изменчивости общего числа клубней. Данные опыта по исследованию влияния гептила на число клубней представлены в табл. 4.

Рассматриваемый признак значительно изменялся под влиянием условий вегетации. Среднее число клубней на куст варьировало от 10 в 2000г. до 15 в 2002 г. В год обработки (1999) посадочного материла гептилом и внесения его в почву наблюдался стимулирующий эффект, кроме варианта, когда гептил в чистом виде вносили в почву. В условиях 2000 г. в первом опыте в варианте проявился стимулирующий эффект (1-1:4), а ингибирующий в варианте (1-1:9). В условиях 2001 г. гептилом обрабатывали только клубни, при этом в двух вариантах наблюдался стимулирующий эффект (I -1:5; I - 1:9). Через год после обработки гептилом посадочного материала и внесения его в почву в условиях 2000 г. во втором опыте с чистым гептилом выявлен ингибирующий, а в другом варианте (II - 1:9) -стимулирующий эффект, который выразился в превышении над контролем

на 3 клубня. В 2001 г. в пяти вариантах проявилось последействие, которое в одном случае вызывало повышение, а в четырёх - снижение числа клубней. В 2002 г. в трёх случаях из пяти наблюдался достоверный ингибирующий эффект. Через два года после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву в 2001 г. наблюдался в трёх вариантах ингибирующий, а в одном - стимулирующий эффект. В 2002 г. не выявлено достоверного влияния гептила в последействии. Через три года после применения гептила только в одном варианте (11-1:1) выявлен достоверный ингибирующий эффект.

Таблица 4._Число клубней на куст

Вариант В год обработки Через год после Через два гола Через три года

1999 | 2000 | 2001 2000 | 2001 12002 2001 12002 2002

Обработка клубней гептилом перед посадкой

Контр 11 10 12 10 12 15 12 15 15

1-Чист 17» 9 13 9 15* 13* 12 15 13

1-1.1 10 10 13 10 10* 12* И 13 15

1-1 4 14* 13* 13 12 10* 13 16* 17 14

1-1 5 16» 11 17* 8 11 12* 9* 15 13

1-1 9 14* 8* 21* 11 11 14 11 14 12

Внесение растворов гептила в почву

П-Чист. 7* 10 - 6* 8* - 10 14 16

Н-1-1 16* 10 - 10 10* - 10 16 11*

11-1 4 13* 9 - 10 12 - 13 15 14

II-1 5 13* 9 - 11 10 - 8* 12 13

И-1.9 12 11 - 13* 11 - 9* 17 15

3.5 Число товарных клубней на куст

Доля товарных клубней в общем их количестве определяет качество выращиваемого картофеля. Число товарных клубней коррелирует с урожайностью. Этот признак отражает изменения во внешней среде. Число товарных клубней характеризует особенности сорта. Данные по числу товарных клубней картофеля представлены в табл.5.

Установлено, что условия вегетации заметно влияли на долю товарных клубней в общем их количестве. Число товарных клубней на куст варьировало от 6 в 1999 г. до II в 2002 г. В год обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву в 1999 г. стимулирующий эффект проявился по семи вариантам из десяти. В 2000 г. проявился ингибирующий эффект по семи вариантам из десяти. В 2001 г., когда только клубни обрабатывались гептилом, по трём вариантам наблюдался ингибирующий и по двум стимулирующий эффект. Через год после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву в 2000 г. по семи вариантам, а 2001 г. по всем вариантам наблюдалось ингибирующее последействие гептила. Через два года после обработки клубней гептилом и внесения его в почву в 2001 г. проявилось последействие по восьми

вариантам в виде ингибирующего эффекта, однако в условиях 2002 г. такой эффект не проявился. Через три года последействие проявилось только в варианте (1-1:9) в виде ингибирования.

Из таблицы видно, что число товарных клубней меняется под воздействием гептила и зависит от условий года.

Таблица 5._Число товарных клубней.

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 6 7 11 7 11 11 11 11 И

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 12* 7 8* 6 7* 9 10 9 9

1-1 1 7 6 8* 6 6* 8* 7* 9 11

1-1 4 11* 6 9* 5* 7* 10 10 11 9

1-1 5 12* 5* 12* 4* 6* 9* 6* 9 9

1-1 9 9* 5* 14* 5* 7* 9 6* 12 8*

Внесение растворов гептила в почву

И-Чист 5 5* - 3* 5* - 6* 11 10

И-1 1 13* 5* - 5* 5* - 6* 11 9

II-1 4 8* 4* - 5* 7* - 7* 11 9

II-1 5 11* 5* - 4* 6* - 5* 10 9

11-1 9 7 6* - 6 7* - 5* 11 10

3.6 Общая масса клубней в кусте

Общая масса клубней, формирующихся в кусте, положительно коррелирует с урожайностью, поэтому этот признак имеет первостепенное значение при возделывании картофеля. Отсюда становится понятной необходимость изучения влияния гептила на характер изменчивости массы клубней. В табл.6 представлены данные по общей массе клубней, которая менялась под воздействием гептила и зависела от условий года.

Установлено, что средние значения общей массы клубней значительно варьировали по годам. Наиболее низкое значение этого показателя было в 2000 г. - 617 г/куст. Максимальное выражение признака в контроле наблюдалось в 2002 г. - 1196 г/куст. В засушливом 1999 г. средние значения признака были выше, чем в более благоприятных условиях 2000 г. и 2001 г. В год обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву в 1999 г. в семи вариантах средние значения массы клубней выше, а в трёх вариантах ниже, чем в контроле. Как видим, в данном случае проявился стимулирующий эффект гептила. В 2000 г. в шести вариантах наблюдалось стимулирующее, а в четырёх - ингибирующее действие гептила. В 2001 г., когда только клубни обрабатывались гептилом, в четырёх вариантах из пяти проявился стимулирующий эффект. Через год после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву во всех вариантах наблюдалось ингибирующее действие гептила. Через два года последействие гептила

выразилось в 2001 г. в виде ингибирования в девяти вариантах из десяти, а в 2002 г. только в одном варианте (I - 1:1) среднее значение массы клубней было ниже, чем в контроле. Через три года последействие гептила проявилось в виде ингибирования по массе клубней по девяти вариантам (2002 г.). Что свидетельствует о продолжительном влиянии гептила на данный признак в третьем поколении.

Таблица 6._Общая масса клубней (г/куст)

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 1152 617 1025 755 1025 1196 1025 1196 1196

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 1314* 730* 1481* 694* 896* 1044* 861* 1125 918*

1-1 1 1225 819* 1033 661* 628* 1048* 642* 960* 1190

1-1 4 1610* 915* 1323* 601* 790* 1049* 1017 1142 1021*

1-1 5 1415* 726* 1578* 506* 751* 1067* 573* 1076 994*

1-1 9 1036* 740* 1748* 626* 683* 1065* 678* 1141 871*

Внесение растворов гептила в почву

И-Чист. 469* 627 - 349* 553* - 535* 1121 1004*

II-1 1 1266* 651 - 653* 565* - 603* 1086 1016*

II-1 4 1033* 554* - 659* 754* - 765* 1267 986*

II-1 5 1415* 532* - 409* 798* - 548* 1154 1045*

П-1 9 1217* 756* - 644* 779* - 506* 1137 991*

3.7 Масса товарных клубней

Масса товарных клубней свидетельствует о качестве продукции, сортовых особенностях картофеля и пригодности его для выращивания в заданных агроклиматических условиях. Поэтому данному признаку уделяется большое внимание при выращивании картофелного растения. В табл. 7 представлены данные по массе товарных клубней.

Условия вегетации существенно влияли на долю товарных клубней в общей массе. Масса товарных клубней в контроле варьировала от 488 г/куст в 2000 г. до 1105 г/куст. В год обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву в 1999 г. по двум вариантам наблюдался стимулирующий, а по трём ингибирующий эффект. В 2000 г. и 2001 г. после обработки посадочного материала гептилом по всем вариантам наблюдался стимулирующий эффект. Через год после обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву в 2000 г. по девяти и в 2001 г. по всем десяти вариантам проявилось последействие в виде ингибирующего эффекта. В 2002 г. только по одному варианту достоверно снизилась масса товарных клубней по сравнению с контролем. Через два года последействие гептила проявилось в виде ингибирующего эффекта по всем вариантам в 2001 г. и по одному варианту в 2002 г. Такой же эффект проявился по девяти из десяти

вариантов через три год после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву. Это характеризует гептил как химическое вещество с продолжительным дейстием на массу товарных клубней картофеля в ряду поколений.

Таблица 7._Масса товарных клубней (г/куст)

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 1105 487,5 875 655 875 1056 875 1056 1056

. . Обработка клубней гелтилом перед посадкой

1-Чисг 1022 • ■674* 1397* 602 663* 1002 689* 958 794*

1-1 1 1163 717* 998* 561* 452* >851* 515* 821* 1050

1-1 4 1534* 755* 1165* 455* 686* 926 883 979 862*

1-1 5 1310* 578* 1358* 389* 567* 987 427* 908 892*

1-1 9 912* 662* 1543* 482* 545* 924 491* 1062 768*

Внесение растворов гептила в почву

11-Чист. 415* 507 - 275* 453* - 399* 1011 838*

И-1 1 ИЗО 515 - 563* 518* - 494* 913 842*

И-1 4 951* 428 - 509* 593* - 614* 1098 869*

11-1 5 1204 458 - 288* 577* - 457* 1117 925*

П-1 9 1223 624* - 499* 551* - 393* 960 858*

3.8 Содержание сухого вещества в клубнях

Количество сухого вещества в клубнях характеризует их качество, поэтому было важно выяснить реакцию картофеля по данному признаку на обработку посадочного материала гептилом и при внесении его в почву. Результаты исследований по влиянию гептила на содержание сухого вещества представлены в табл.8.

В год обработки (1999) посадочного материала чистым гептилом и внесения его в почву проявился достоверный стимулирующий эффект по содержанию сухого вещества в клубнях. Такой же эффект наблюдался в варианте (И - 1:9). В 2000 г. только в одном варианте (11-1:5) проявился аналогичный эффект. В условиях 2001 г. при обработке посадочного материала чистым гептилом и в варианте (I - 1:9) проявилось достоверное ингибирующее влияние по содержанию сухого вещества в клубнях. Последействие через год после обработки гептилом клубней и внесения его в почву в пяти случаев из десяти выразилось в виде стимулирующего, а в четырёх - ингибирующего эффекта. В условиях 2001 г. последействие гептила ни в одном варианте не наблюдалось. В 2002 г. при обработке гептилом посадочного материала последействие в виде ингибирующего эффекта проявилось в четырёх вариантах из пяти. Через два года после обработки посадочного материла гептилом и внесения его в почву последействие в 2001 г. наблюдалось в трёх, а в 2002 г. в семи вариантах в

виде стимулирующего эффекта. Через три года после применения гептила в 2002 г. наблюдался достоверный стимулирующий эффект в четырёх вариантах по содержанию сухого вещества в клубнях.

Таблица 8._Содержание сухого вещества в клубнях, %

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 20 24 25 24 25 22 25 19 19

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 34* 25 18* 27* 22 18* 27 20* 23*

1-1 1 26 25 22 27* 24 23* 26 24* 20

1-1.4 24 25 25 28* 22 23 24 19 23*

1-1 5 17 24 21 22* 24 20* 25 19 20

1-1 9 20 25 19* 25 25 21* 24 20* 20

Внесение растворов гептила в почву

И-Чист. 31* 23 - 27* 22 - 30* 23* 21

И-1 1 20 28 - 23* 23 - 33* 21* 17*

11-1 4 24 25 - 29* 23 - 30* 24* 22*

11-1 5 19 29* - 23* 22 - 22 22* 19

И-1 9 30* 26 - 22* 26 - 23 19 19

3.9 Содержание аскорбиновой кислоты в клубнях

Аскорбиновая кислота играет существенную роль в обменных процессах картофельного растения и является жизненно важным витамином, присутствующим в рационе человека, поэтому необходимо выяснить реакцию этого вещества в картофеле на гептил в разных условиях вегетации. В табл. 9 представлены данные по содержанию аскорбиновой кислоты в клубнях в результате обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву.

В год применения гептила в одних условиях он вызывал стимулирующий, а в других - ингибирующий эффект. В условиях вегетации

1999 г. в восьми, в 2000 г. - в пяти вариантах из десяти гептил вызывал стимулирующий, а в 2001 г. во всех вариантах - ингибирующий эффект. Через год после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву последействие по содержанию аскорбиновой кислоты проявилось в

2000 г. в виде стимулирования в семи, в 2001 г. в пяти вариантах из десяти, тогда как в 2002 г. во всех опытных вариантах наблюдалось ингибирование синтеза аскорбиновой кислоты. Ингибирующий эффект сохранился в большинстве вариантов и в условиях 2001 г. и 2002 г., т.е. через два года после обработки гептилом посадочного материала и внесения его в почву, однако через три года последействие проявилось в виде стимулирования в пяти вариантах, а в виде ингибирования - в одном. Как видно, по

содержанию аскорбиновой кислоты, так же как и по другим признакам, проявилась нестабильность по реакции картофеля на гептил.

Представленные в таблице данные, свидетельствуют о том, что рассматриваемый признак значительно изменялся под влиянием условий вегетации.

Таблица 9. Содержание аскорбиновой кислоты в клубнях, мг/100 г

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 10 9 13 9 9 9 13 6 9

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист. п 12* 8* 11 12* 7* 9* 5* 9

1-1 1 12* 14* 7* 12* 14* 7* II 6 7*

1-1 4 14* 11 7* 16* 11 6* 8* 5* 11*

1-1.5 12* 14* 10* 12* 14* 5* 7* 9* 10*

1-1-9 14* 9 10* 18* 9 4* 6* 5* 9

Внесение растворов гептила в почву

И-Чист. 16* 10 - 14* 10 - 8* 4* 9

II-1 1 14* 9 - 11 9 - 8* 6 10*

П-1 4 10 8 - 11* 8 - 6* 6 12*

11-1.5 12* 15* - 8 15* - 8* 6 10*

П-1 9 13* 12* - 12* 12* - 7* 4* 8

3.10 Содержание крахмала в клубнях

Крахмал является важнейшим компонентом в клубнях картофеля и играет огромную роль в продовольственных, кормовых и технических целях, поэтому необходимо было выяснить реакцию картофельного растения по данному признаку на гептил. Результаты исследований по влиянию гептила на содержание крахмала представлены в табл. 10.

Действие и последействие гептила на содержание крахмала в клубнях в сильной степени модифицировалось условиями вегетации. В год обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву реакция картофельного растения во многом зависела от условий вегетации. В 1999 г. в четырёх опытных вариантах наблюдался стимулирующий, а в трёх из десяти - ингибирующий эффект по содержанию крахмала. В условиях вегетации 2000 г. и 2001 г. по всем вариантам проявился ингибирующий эффект. Через год после обработки гептилом посадочного материала и внесения его в почву в условиях 2000 г. в двух вариантах наблюдался стимулирующий, а в четырёх - ингибирующий эффект по накоплению крахмала в клубнях. В условиях вегетации 2001 г. и 2002 г. по всем вариантам последействие гептила выразилось в ингибировании синтеза крахмала. Через два года после применения гептила в 2001 г. по одному варианту (I- 1:2) наблюдалось стимулирование, а по всем остальным -ингибирование, а в 2002 г. по семи вариантам стимулирование и по одному -

ингибирование синтеза крахмала. Через три года последействие гептила выразилось в виде ингибирования по четырём и стимулирования по трём вариантам. Таким образом, реакция картофельного растения на гептил по содержанию крахмала в клубнях сильно модифицируется условиями внешней среды.

Таблица 10._Содержание крахмала в клубнях, %

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр. 14 18 22 18 22 16 22 12 13

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 14 15* 16* 12* 19* 12* 21* 12 17*

1-1.1 18* 17* 17* 15* 20* 15* 19* 16* 12*

1-1-4 14 16* 17* 21* 18* 12* 19* 9* 14*

1-1-5 13* 17 15* 16 18* 14* 17* 13* 13*

1-1 9 13* 15* 13* 16 20* 13* 19* 13* 13*

Внесение растворов гептила в почву

11-Чист. 23* 17* 20 15* - 19* 12* 12*

11-1:1 15 14* 14* 17* - 24* 13* 10*

11-1:4 16* 16* 21* 15* - 21* 18* 14

11-1.5 13* 17* 15 18* - 18* 14* 13*

11-1:9 16* 14* 12* 18* - 16* 13* 12*

3.11 Содержание нитратов в клубнях

Нитраты оказывают существенное влияние на биохимические процессы картофельного растения. Известно, что содержание нитратов положительно коррелирует с содержанием крахмала и Сахаров. Нитраты снижают вредное действие окислительных процессов в онтогенезе. Отсюда, понятна необходимость выяснения реакции картофеля на гептил в разных условиях внешней среды. Результаты исследований повлиянию гептила на содержание нитратов представлены в табл. 11.

Содержание нитратов в клубнях сильно варьировало в зависимости от условий вегетации картофеля. Содержание нитратов в контроле изменялось от 11 мг/кг в 2000 г. до 75 мг/кг в 2002 г. Такие же резкие колебания наблюдались по опытным вариантам. В 1999 г. при обработке посадочного материала гептилом и при внесении его в почву, содержание нитратов варьировало от 7 до 117 мг/кг, в 2000 г. - от 9 до 55 мг/кг, а в 2001 г.- от 73 до 183 мг/кг. Рассматриваемый признак поражает своей лабильностью, поэтому полученные данные интерпретируются непросто. В 1999 г. по трём вариантам гептил вызвал стимулирующий, а по семи - ингнбирующий эффект, в 2000 г. по семи вариантам из десяти, в 2001 г. по четырём из пяти -стимулирующий эффект по содержанию нитратов в клубнях. Через год после применения гептила последействие выразилось в 2000 г. по трём вариантам, и в 2001 г. по двум вариантам в виде стимулирующего, а по другим - в виде

ипгибирующе1 о эффекта. В 2002 г. по всем вариантам проявилось ингибирование синтеза нитратов. Через два года в 2001 г. наблюдалось по семи вариантам ингибирование, а по двум - стимулирование синтеза нитратов в клубнях, а в 2002 г. по шести вариантам стимулирование, а по одному варианту -ингибирование. Через три года после применения гептила последействие проявилось в виде стимулирования по трём и в виде ингибирования - по четырём вариантам. Такое сильное варьирование, когда средние значения изменяются на несколько порядков, не позволяет надёжно идентифицировать реакцию картофеля на обработку гептилом по рассматриваемому признаку.

Таблица 11._Содержание нитратов в клубнях, мг/кг

Вариант В год обработки Через год после Через два года Через три года

1999 2000 2001 2000 2001 2002 2001 2002 2002

Контр 46 п 57 и 57 75 57 15 50

Обработка клубней гептилом перед посадкой

1-Чист 10» 55* 122* 38* 90* 35* 25* 24* 38*

1-1 1 7* 16 73 16 19* 33* 13* 9* 53

1-1 4 15* 18 175* 12 51 27* 16* 13 58*

1-1 5 56* 49* 149* 10 62 57* 23* 26* 26*

1-1 9 36* 23* 183* 33* 40* 34* 78* 17 85*

Внесение растворов гептила в почву

11-Чист. 20* 26« - 15 80* - 22* 16 160*

11-1 1 9« 36* - 17 152* • 39* 23* 29*

11-1 4 9* 48* - 14 69 - 52 30* 16*

И-1 5 60* 9 - 17 36* - 36* 19* 54

11-1.9 117* 26* - 35* 12* - 114* 24* 25*

ВЫВОДЫ

В результате четырёхлетнего изучения влияния гептила на рост и развитие картофеля в зависимости от способа применения, концентрации раствора и условий вегетации можно сделать следующие выводы:

1. В год обработки посадочного материала чистым гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий и стеблей и стимулирующее влияние на общую массу и массу товарных клубней. При внесении в почву наблюдался по большинству признаков отрицательный эффект. В засушливых условиях 1999 г. выявлен стимулирующий эффект как при обработке клубней гептилом, гак и при внесении его в почву.

2. Через год после обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву выявлен отрицательный эффект на высоту растений и элементы продуктивности (2000, 2001). В условиях 2002 г. опытные варианты достоверно не отличались от контроля по высоте

растений, по числу междоузлий, числу и массе товарных клубней, но по массе клубней при обработке клубней чистым гептилом и его растворами наблюдался достоверный отрицательный эффект.

3. Через два года после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву получен отрицательный результат его влияния на высоту растений (2000 и 2001), число междоузлий (2001 ), общую массу и массу товарных клубней (2001). В условиях 2002 г. не проявилось влияние гептила на признаки роста и продуктивности.

4. Через три года после обработки посадочного материала гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий, общую массу и массу товарных клубней Не обнаружено

^ влияния гептила в последействии по числу стеблей, общему и

товарному числу клубней.

5. В год обработки посадочного материала чистым гептилом обнаружено «у повышенное содержания сухого вещества (1999), аскорбиновой кислоты

(2000) и нитратов (2000 и 2001). При внесении чистого гептила в почву увеличилось содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты

(1999), нитратов (2000 ) и крахмала (1999 )

6. Через год после обработки посадочного материала чистым гептилом по сравнению с контролем увеличилось содержание сухого вещества

(2000), аскорбиновой кислоты (2001), нитратов (2000 и 2001), при внесении гептила в почву последействие проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества (2000), аскорбиновой кислоты (2000) и нитратов (2001).

7. Через два года последействие чистого гептила проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества и нитратов (2002), а при внесении в почву - на содержание сухого вещества (2001 и 2002) и крахмала (2002), по другим признакам и в других условиях наблюдался ингибирующий эффект гептила.

^ 8. Через три года после обработки посадочного материала чистым

гептилом последействие в виде стимулирующего эффекта проявилось на содержание сухого вещества и крахмала и в виде ингибирующего эффекта на содержание аскорбиновой кислоты и нитратов. При внесении чистого гептила в почву последействие проявилось на содержание нитратов в виде стимулирующего и на содержание крахмала - в виде ингибирующего эффекта.

9 По мере снижения концентрации раствора гептила как при обработке клубней, так и при внесении его в почву эффект его снижался, но в целом наблюдалось противоречивое проявление гептила, что свидетельствует о сложном взаимодействии его с факторами внешней среды - температурой почвы и содержанием влаги в ней

IS

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Необходимо принятие мер по предотвращению распространения гептила в природе.

Дополнить характеристику гептила как типичного антропогенного суперэкотоксиканта по такому признаку, как характер его влияния на культурные растения на примере картофеля.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Симонова О.И. Исследование действия гепила модельных концентраций на изменчивость количественных и качественных признаков картофеля // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Материалы междунар. науч. шк. - конференции студентов и молодых учёных 27-30 ноября 2002г. - Абакан, 2002,- С.ЗЗ.

2. Симонова О.И. Действие гептила различных концентраций на тканевом и клеточном уровнях у Allium fistulosum. / О.И. Симонова, C.B. Чернаков // Там же - С.34.

3. Симонова О.И. Исследование последействия НДМГ модельных концентраций на изменчивость количественных и качественных признаков картофеля. / О.И. Симонова, C.B. Чернаков // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Материалы междунар. науч. шк. - конфер. студентов и молодых учёных 26-29 ноября, 2003 г.- Абакан, 2003.-С.211.

4.Симонова О.И. Изменение биохимических показателей клубней картофеля при действии и после действия гептила / О.И. Симонова, В.Г. Ушакова // Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии, Казахстана, Белоруссии и Башкортостана: Материалы 5-й междунар. науч.- практ. конф. Абакан,12-14 июля 2002 г. / РАСХН. Сиб. отд.- Новосибирск, 2002,- С. 248250.

5.Стрельцова Т.А. Влияние гептила различных концентраций на тканевом и клеточном уровнях у классического цитогенетического объекта Allium fistulosum / Т.А. Стрельцова, О.И. Черданцева (Симонова) // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Докл. и сообщ. VIII генетико-селекц. Шк. 11-16 ноября 2001 г. -Новосибирск, 2002.- С.418-422.

6.Стрельцова Т.А. Оценка действия гепила модельных концентраций на изменчивость количественных и качественных признаков картофеля / Т.А. Стрельцова, В.Г. Ушакова, О.И. Черданцева (Симонова) и др. // Проблемы социально-экономического и экологического развития Республики Алтай: состояния и перспективы.- Горно-Алтайск, 2001.- С103-105.

7.Стрельцова Т.А. Моделирование воздействия НДМГ на культурные растения / Т.А. Стрельцова, В.Г. Ушакова, О.И. Черданцева (Симонова) и др. // Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии природно-территориальных комплексов Западной Сибири: Материалы конф. 27-30 июня 2000г.- Горно-Алтайск, 2000,- С 123-125.

г

*

¥

V

Подписано в печать 20 10 2004 г Формат 60x84 '/„, Печ л 1,25 Тираж 100 экз Заказ №387 Отпечатано в ГУП РПО СО РАСХН 630501, Новосибирская обл , п Краснообск

РНБ Русский фонд

2006-4 7322

ул »

Uäi g, g ÎS J

í 3 E l3^

G '3 h OH 2004 "

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Симонова, Ольга Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Состояние сельскохозяйственного производства картофеля в

Республике Алтай.

1.2. Морфология и описание картофеля.

1.2.1. Биологические особенности картофеля.

1.2.2. Пищевые запасы материнского клубня.

1.2.3. Минеральное питание.

1.2.4. Азотное питание.

1.3. Характеристика гептила,.

1.3.1. Физические свойства.

1.3.2. Химические свойства.

1.3.3. Токсикологические свойства.

1.3.4. Влияние гептила на животных, человека и растения.

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.

2.1. Почвенно-климатические условия.

2.2. Краткая характеристика сорта Невский.

2.3. Методика проведения исследований.

2.4. Метеорологические условия.

Глава 3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДОЗЫ, СПОСОБА ПРИМЕНЕНИЯ ГЕПТИЛА И УСЛОВИЙ ВЕГЕТАЦИИ.

3.1. Высота растений.

3.2. Число междоузлий на стебле.

3.3. Число стеблей в кусте.

3.4. Число клубней на куст.

3.5. Число товарных клубней на куст.

3.6. Общая масса клубней.

3.7. Масса товарных клубней.

3.8. Содержание сухого вещества в клубнях.

3.9. Содержание аскорбиновой кислоты в клубнях.

3.10. Содержание крахмала в клубнях.

3.11. Содержание нитратов в клубнях.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно полезных признаков картофеля в Республике Алтай"

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время в связи со значительным прогрессом производства, науки и техники угрожающий характер приобрели экологические проблемы. На окружающую среду воздействуют химические вещества - суперэкотоксиканты. Это воздействие затрагивает все регионы Земли, в том числе и такие, казалось бы удалённые от промышленных центров, как Республика Алтай [61,69].

Негативное влияние суперэкотоксикантов на республику связано: с испытаниями ядерного оружия на Семипалатинском полигоне; с эксплуатацией части территории Горного Алтая под участки падения отделяющихся частей ракет - носителей тяжёлого класса типа «Протон», «Буран», «Энергия»; с воздействием предприятий промышленного комплекса Северного Казахстана.

Таким образом, изучение данных проблем в целом, а в частности проблемы загрязнения территории республики ракетным топливом, связаной с эксплуатацией части территории военно-космическими силами Министерства Обороны Российской Федерации, представляет значительный интерес для Горного Алтая.

При запусках космических ракет значительные территории Республики Алтай испытывают всю тяжесть последствий, связанных с отравлением высокотоксичным ракетным топливом и его метаболитами. Оно попадает на поверхность земли с остатками вторых ступеней ракет -носителей, при запусках ракет. Этот вид техногенного воздействия на природную среду, а также ликвидация последствий данного воздействия весьма слабо изучены [4,10,52].

Вопросы экологической безопасности ракетно-космической деятельности и её влияние на окружающую среду возникли на начальном этапе становления этого нового направления человеческой деятельности. При этом особое внимание разработчиками ракетно-космической техники уделялось проблемам безопасности производства компонентов топлива и средств выведения ракетно-космической техники (РКТ), непосредственное воздействие их на окружающую среду не учитывалось [49].

По мере интенсивного развития РКТ и использование гептила в качестве ракетного топлива возникли новые аспекты, связанные с воздействием гептила на биоту, а именно на атмосферу, почву, воду, а вследствие этого и на растения на животных и человека.

Изучение воздействий РКТ на окружающую среду проводятся в разных странах, начиная с прошлого века. В рамках специальных программ начаты работы по уменьшению и ликвидации их последствий на природу [92,93,99 и др.].

Многие исследования по воздействию гептила проводятся на предполагаемо зараженных объектах в окружающей среде [58,59]. На самом деле, большая часть топлива рассеивается в атмосфере, на поверхность земли компоненты ракетного топлива попадают только в виде остатков в трубопроводах и двигательной установке. В местах падения двигательной установки на отдельных участках возможно нахождение растворов гептила концентраций, превышающих предельно допустимые уровни. Хотя основной источник поступления гептила на поверхность земли, и в частности, на растения при падении ступеней, несомненно, аэрогенный, но бывает, что попадание происходит и из оставшегося топлива в баках ракет-носителей на территории, предназначенные для падения ОЧРН [80].

Официально малонаселённые районы Горного Алтая военно-космические силы Министерства Обороны Российской Федерации используют под территорию для падения отделяющихся конструкций ракет -носителей с 1995 года в соответствии с договором Российской Федерации и Республики Алтай «Об использовании участков территории Республики Алтай под районы падения отделяющихся фрагментов при пусках ракет -носителей с космодрома Байконур » [16].

На территории республики Алтай полностью или частично расположены два поля падения фрагментов вторых ступеней ракет носителей, (рис. 1) запускаемых с космодрома Байконур. Это район падения 327 (координаты центра эллипса 5 Г 17' 30" северной широты, 87 05' 00" восточной долготы) и 326 (координаты центра эллипса 51° 19' 36" северной широты, 8£ 36' 00" восточной долготы). Общая площадь эллипсов составляет 525 400га [16].

В данных районах проводились мониторинговые исследования по рассмотрению степени загрязнения различных объектов окружающей среды: почвы, воды, атмосферы и дикорастущих растений. Внимание исследователи менее всего уделяли изучению дикорастущих растений, а культурных ещё меньше [80]. Это побудило провести модельные эксперименты по рассмотрению воздействия гептила на культурные растения, в частности на картофель, что обусловлено следующим:

1 .Досконально не изучено загрязнение гептилом с выпадением аэрозольных осадков на любой территории Республики Алтай и сопредельных территориях.

2. Картофель является одной из наиболее распространённых культур, выращиваемых населением в большинстве районов Республики Алтай, на территорию которых приходится основной ареал падения фрагментов ракет - носителей.

В Республике Алтай производство картофеля концентрируется, в основном, в частном секторе и достигает уровня 91,7% от общего производства [36,37]. В действительности, в природных условиях, очень трудно определить какое действие оказывает гептил различных концентраций на объекты окружающей среды, в том числе и на картофель, поэтому была поставлена задача: разработать совместно с учёными ГорноАлтайской лаборатории аналитической химии, а в частности с её заведующей доцентом, кандидатом химических наук В.Г. Ушаковой - концентрации растворов гептила, которые должны были быть максимально приближены к концентрациям найденным в почвах, воде и растениях районов падения

ГОР но диск

ГУДА И государственный

- УСТЬ

КОШ-АГАЧ

Плри^горье Укок

Р.П. - район падения,

Рис.1- Местоположение районов падения отделяющихся частей ракет-носителей в Республике Алтай (Ю.П.Ворожейкин). вторых ступеней ракет-носителей, и выяснить реакцию картофеля на обработку клубней и внесение в почву НДМГ различных концентраций [61,67,69,81 и др.].

ТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ. Тема исследования: «Действие и последействие гептила на изменчивость хозяйственно-полезных признаков картофеля в Республике Алтай» и варианты опытов обсуждались совместно с профессором, кандидатом сельскохозяйственных наук Т.А. Стрельцовой, а также с заведующей Горно-Алтайской государственной лабораторией аналитической химии, доцентом, кандидатом химических наук В.Г. Ушаковой. Выражаю им глубокую признательность за неоценимую помощь и поддержку при создании данной работы. Особую благодарность я адресую профессору, доктору наук Р.А. Цильке за его доброту и заботу и огромную помощь в написании диссертации.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель исследования - изучить влияние НДМГ на рост, развитие и накопление химических веществ в клубнях картофеля.

Задачи исследования - изучить действие и последействие растворов НДМГ различных концентраций на следующие признаки:

1)высота растений;

2)число стеблей в кусте;

3)число междоузлий;

4)общая масса клубней на куст;

5)масса товарных клубней на куст;

6)среднее число клубней на куст;

7)число товарных клубней на куст;

8)содержание сухих веществ в клубнях;

9)содержание крахмала в клубнях;

10)содержание аскорбиновой кислоты в клубнях;

11 )содержание нитратов в клубнях;

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые в Республике Алтай изучено действие и последействие гептила на картофель как важнейшую сельскохозяйственную культуру.

Доказано, что исследуемый компонент ракетного топлива гептил оказывает влияние на различные количественные и качественные признаки картофеля. Выявлено, что гептил влияет на развитие картофеля, как при непосредственной обработке посадочного материала, так и при внесении его в почву при посадке семенного материала, а также прослеживается его действие на последующие поколения.

Установлено, что гептил характеризуется как стимулирующим, так и ингибирущим эффектом, причём его действие и последействие сильно модифицируется условиями вегетации картофеля (влага, температура).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Полученные экспериментальные данные дают представление о характере действия компонента ракетного топлива - гептила на рост и развитие картофельного растения, и таким образом указывают на срочную необходимость по принятию мер для предотвращения распространения этого химического вещества в природе.

Полученные в работе результаты могут быть полезны при оценке воздействия гептила и его производных на культурные растения, характеристике гептила и его метаболитов как типичных антропогенных суперэкотоксикантов, для мониторинга загрязнителей окружающей среды на территории Республики Алтай.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Симонова, Ольга Ивановна

в результате четырёхлетнего изучения влияния гептила на рост и развитие картофеля в зависимости от способа применения, концентрации раствора и условий вегетации, можно сделать следующие выводы:

1. В год обработки посадочного материала чистым гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий и стеблей и стимулирующее влияние на общую массу и массу товарных клубней. При внесении в почву наблюдался по большинству признаков отрицательный эффект. В засушливых условиях 1999 г. выявлен стимулирующий эффект как при обработке клубней гептилом, так и при внесении его в почву.2. Через год после обработки посадочного материала гептилом и при внесении его в почву выявлен отрицательный эффект на высоту растений и элементы продуктивности (2000, 2001 гг). В условиях 2002 г. опытные варианты достоверно не отличались от контроля по высоте растений, по числу междоузлий, числу и массе товарных клубней, но по массе клубней при обработке клубней чистым гептилом и его растворами наблюдался достоверный отрицательный эффект.3. Через два года после обработки посадочного материала гептилом и внесения его в почву получен отрицательный результат его влияния на высоту растений (2000 и 2001 гг.), число междоузлий (2001 г.), общую массу и массу товарных клубней (2001г.). В условиях 2002 г. не проявилось влияние гептила на признаки роста и продуктивности.4. Через три года после обработки посадочного материала гептилом выявлен его отрицательный эффект на высоту растений, число междоузлий, общую массу и массу товарных клубней. Не обнаружено влияния гептила в последействии по числу стеблей, общему и товарному числу клубней.5. в год обработки посадочного материала чистым гептилом обнаружено повышенное содержания сухого вещества (1999 г.), аскорбиновой кислоты (2000 г.) и нитратов (2000 и 2001 гг.). При внесении чистого гептила в почву увеличилось содержание сухого вещества, аскорбиновой кислоты (1999 г.), нитратов (2000 г.) и крахмала (1999 г.)

6. Через год после обработки посадочного материала чистым гептилом по сравнению с контролем увеличилось содержание сухого вещества (2000 г.), аскорбиновой кислоты (2001г.), нитратов (2000,2001 гг.), при внесении гептила в почву последействие проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества (2000 г.), аскорбиновой кислоты (2000 г.) и нитратов (2001).7. Через два года последействие чистого гептила проявилось в виде стимулирующего эффекта на содержание сухого вещества и нитратов (2002 г.), а при внесении в почву - на содержание сухого вещества (2001, 2002 г.) и крахмала (2002 г.), по другим признакам и в других условиях наблюдался ингибирующий эффект гептила.8. Через три года после обработки посадочного материала чистым гептилом последействие в виде стимулирующего эффекта проявилось на содержание сухого вещества и крахмала, и в виде ингибирующего эффекта на содержание аскорбиновой кислоты и нитратов. При внесении чистого гептила в почву последействие проявилось на содержание нитратов в виде стимулирующего и на содержание крахмала — в виде ингибирующего эффекта.9. По мере снижения концентрации раствора гептила как при обработке клубней, так и при внесении его в почву эффект его снижался, но в целом наблюдалось противоречивое проявление гептила, что свидетельствует о сложном взаимодействии его с факторами внешней среды - температурой почвы и содержанием влаги в ней.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Симонова, Ольга Ивановна, Горно-Алтайск

1. Аблова Е. Социально-экономические и экологические последствия применения пестицидов в сельском хозяйстве // Пути совершенствования агропромышленного комплекса Украинской С.С.Р. — Киев, 1981.-С.81-87.

2. Абрамян С.А. Природа регуляции ферментативных процессов в почве: Автореф. дис. докт. биол. наук: МГУ.- М., 1999.- 30с.

3. Авакян А.Х. Новые молекулярные критерии токсичного действия производных гидразина // Фармакология и токсикология.- 1990,- №1.-С.7073.

4. Алавердов В.В. Экологическая безопасность России.- М.: 1994. -С. 197205.

5. Альсмик П.И., Амбросов А.Л., Вечер А.С., и др. Физиология картофеля. -М.: Колос, 1979.-272с.

6. Анисимов Б.В. Сортовые ресурсы и передовой опыт семеноводства картофеля.- М.: ФГНУ. Росинформагротех, 2000. -С. 31-48.

7. Аристер Н.И., Загузов Н.И. Процедура подготовки и защиты диссертации.-М.: АОЗТ «ИКАР», 1955-236с.

8. Богданов Н.А. Патология, клиника и терапия поражений ЖРТ.-Л.: 1970.-203с.

9. Большаков Г.Ф. Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива.- Л.: 1983. -256 с.

10. Братков М. Химмотология реактивных и ракетных топлив,- М.: Химия, 1987.-302с.

11. Вечер А.С., Гончарик М.Н. Физиология и биохимия картофеля.- Минск: Наука и техника, 1973. -264с.

12. Власов М.Н., Кричевский С.В. Экологическая опасность количественной деятельности,- М.: Наука, 1999.- С.238.

13. Гостимский С.А., Дьякова М.И., Ивановская Е.В., Монахова М.А. Практикум по цитогенетике.- М.: МГУ, 1974.- С. 20-48.

14. Данилов Н.П. Топлива ракетных двигателей.- М.: 1974.- С.71.

15. Договор Российской Федерации и Республики Алтай «Об использовании участков территории Республики Алтай под районы падения отделяющихся фрагментов при пусках ракет носителей с космодрома „Байконур"», 1997.-С. 1-2.

16. Ерохин Б.Т. Теоретические основы проектирования РДТТ.- М.: Машиностроение, 1982.-С.132.

17. Жежер А.Я. Влияние органических и минеральных удобрений на рост и урожайность сахарной свеклы на выщелоченных чернозёмах Омской области: Дис. канд. наук. /НГАУ.- Новосибирск, 1967.-160с.

18. Жежер J1.B. Условия азотного питания яровой пшеницы и регулирование их внесением удобрений на чернозёмах Омской области и Алтайского края: Дис. канд. наук / НГАУ Новосибирск, 1970.-145с.

19. Железнов А.В. Распространённые и перспективные сорта картофеля. -Новосибирск: 2001.-С.67.

20. Золотарёва Т. Чтобы не стать заложниками // Звезда Алтая.- 1998. -27февраля. — 4 с.25.3релов В.И., Серёгин Е.П. Жидкие ракетные топлива. М.: Химия, 1975.-320с.26.3ябрев А. Ракеты бьют по своим //Сельская Новь.- 1997. №7.- С. 18-20.

21. Ильин С.А. Экономика производства картофеля.-М.:1965.- 170с.

22. Ильин Т.С., Смирнов Г.Б. Итоги науки и техники. / Микробиология. М.: ВИНИТИ, 1979.-153с.

23. Иоффе Б.В., Кузнецов М.А., Потехин А.А. Химия органических производных гидразина,- Л.: Химия, 1979. -224с.

24. Капликский А.Е, Суторихин И.А. Пространственно-временная динамика микрофизических параметров приземного аэрозоля Алтая //Сибирский экологический журнал.- 1997. №2.- С. 135-148.

25. Каримова Л.Б. Влияние гербицидов на микробиологическую активность почв и продуктивность картофеля: Афтореф. дис. канд. наук./ НГАУ-Новосибирск, 1998.-20с.

26. Каримова Л.Б. Влияние гербицидов на микробиологическую активность почв и продуктивность картофеля: Дис. канд. наук./ НГАУ— Новосибирск, 1998.-120с.

27. Коровин Н.В. Гидразины.- М.: Химия.1980. -376с.

28. Королёва Т.В. Изучение всех компонентов ландшафтов районов падения отделяющихся частей ракет-носителей: Дис. канд. геол. наук /МГУ. М., 1994.-168с.

29. Лаухин Н.Д., Кочергина Н.Д., Глазырина Л.Е. Статистический ежегодник. Республика Алтай в 2002 году. Горно-Алтайск: 2003- 364с.

30. Лаухин Н.Д., Кочергина Н.Д., Глазырина Л.Е. Статистический сборник. Сельское хозяйство Республики Алтай. Горно-Алтайск: 2003- 129с.

31. Лобов И., Ефимов В. Картофель на орошаемых землях // Картофель и овощи.-1964. №3.-С. 46-89.

32. JIopx А.Г. Картофель М.: «Московский рабочий», 1955.-155с.

33. Лупандин В.М. Ракетный удар по Алтаю // Звезда Алтая. -1996. -9августа. — С. 2.

34. Маринин A.M. Вопросы географии Горного Алтая. Барнаул: 1976. -125с.

35. Маринин A.M., Самойлов Г.С. Физическая география Горного Алтая.-Барнаул: 1987. -109с.

36. Методические указания по экологическому сортоиспытанию картофеля./ ред. Писарев Б.А.-М.: 1982-14с.

37. Методы био-химического исследования растений. / ред. Ермаков А.И. -Л.:1987.- 430 с.

38. Модина Т.Д. Климаты республики Алтай. Новосибирск: НПУ, 1997.-77с.48.0дрит Л., Огг Б. Химия гидразина.- М.: 1954.- С.49-114.

39. Орлов Д.С. Малинина М.С. Химическое загрязнение почв и их охрана.-М.: Агропромиздат, 1991. -78с.

40. Панова Р.Г. Влияние компонентов ракетного топлива на почвенно-растительную систему: Автореф. дис. канд. наук: Санкт -Петербург, 1997.-16с.

41. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. М.: Колос, 1980.- С 94, 114-117, 124.

42. Петрова З.М., Остапенко Н.С., Бойцова JI.B. Миграция НДМГ и его производных при рекультивации загрязнённых почв // Почвоведение. -1999. №12 -С.1502-1508.

43. Робертус Ю.В. Доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Алтай в 2000 году. Горно-Алтайск: 2001.- 176с.

44. Робертус Ю.В. Доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Алтай в 1999 году. Горно-Алтайск: 2000. -189с.

45. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика.- Минск: Высшая школа, 1994.-328с.

46. Рымберг А.В. Сорта картофеля.- Калининград: 1991.-С.З-8, 54, 134.

47. Самойлова Г.С., Проскуряков Ю.В., Ворожейкин А.П. Следы ракетного топлива в высокогорных котловинах Горного Алтая // Экологический риск: анализ, оценка, прогноз: Материалы всероссийской конференции. -Иркутск: 1998.- 195с.

48. Снедекор Д.У. Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии. М.: Сельхозиздат, 1961.- 503с.

49. Спицин В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия. М.: МГУ, 1991-474с.

50. Стефанова Г.М. Влияние доз и соотношений минеральных удобрений на урожай и качество клубней картофеля на супесчаной почве. Киров: Агрохимия, 1967.- С. 21-78.

51. Стефановская Е.В. Исследование изменения мутагенной активности сточных вод озера-накопителя промышленных предприятий под действием светолазерной обработки семян и воды: Дипломная работа./ Павлодарский с/х институт-Павлодар: 1990.-С.З-49.

52. Стрельцова Т.А. Рекомендации картофелеводам Горного Алтая. Горно-Алтайск.: РИО « Универ Принт», 2002.- 44с.

53. Тисова Н.В. Питание картофеля и урожай на фоне минеральных удобрений.: Дис.канд с.х.наук / НГАУ.- Новосибирск, 1970.-135с.

54. Трушляков В.И., Шалай В.В. Уменьшение вредного воздействия ракетных средств выведения на окружающую среду,- Омск: ОмПИ, 1993. 99с.

55. Тугельян В.А. Санитарные нормы и нормативы.- М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999.-87с.

56. Тулупов Е.П., Колесников С.В., Кирюхин В.П. Химические превращения НДМГ. Загрязнение атмосферы и почвы. М.: Гидрометеоиздат.1989.-С. 87-102.

57. Тулупов П.Е. Химические превращения НДМГ в атмосфере воздуха и идентификация их продуктов. Загрязнение атмосферы и почвы.- М.: Гидрометеоиздат, 1991.-С.57-101.

58. Тулупов П.Е. Кинетика превращения НДМГ в гелево-кислородной газовой фазе. Загрязнение атмосферы и почвы.- М.: Гидрометеоиздат, 1991.-С. 8.

59. Тулупов П.Е. Кинетика химических превращений микро примесей НДМГ/ П.Е. Тулупов, С.В. Колесников // Рефераты докладов и сообщений 14 международного съезда по общей и прикладной химии. М.: 1989.-С. 573.

60. Удольская H.JI. Введение в биометрию. Алма-Ата: Наука, 1976.-С. 85.

61. Ушакова В.Г. Манеев А.Г. Проблемы изучения воздействия несимметричного диметилгидразина на окружающую среду // Проблемы социально-экономического и экологического развития Республики Алтай: состояния и перспективы.- Горно-Алтайск, 2002.- С. 86-87

62. Фадин И.М., Докторов М.В. Проблемы экологии при эксплуатации ракетно-космических комплексов. Внутрикамерные процессы, горение и газовая динамика дисперсных систем.- Санкт-Петербург: 1997,- С 167-177.

63. Фёдорова Е.Ф. Влияние удобрений на урожайность картофеля.Дис.канд. с.х. наук / НГАУ. Новосибирск, 1973.-123с.

64. Фешин В.П., Коньшин М.Ю., Радушев А.В., Фешина Е.В., Гусев В.Ю., Леснов А.Е., Карманов В.И. Алкилгидразиды и их протонированные формы: Физические методы исследования и расчёты // Известия академии наук. Серия химическая.- 1996.- №11.-С. 2645-2649.

65. Челпанова Е.Н. Влияние форм азотных удобрений на некоторые физиологические процессы и формирование урожая картофеля. Дис. канд.наук /НГАУ.- Новосибирск: 1971.-С.25-78.

66. Черкасов В.А. Социально-экологические последствия ракетно-космической деятельности. Спец. выпуск. —М.: 2000.- С.14-15, 69.

67. Черкасов В.Н. Об истории картофеля.-М.: 1953.-93с.

68. Чичкань Т.Н. Оптимизация азотного питания полевых капустовых культур на выщелоченном чернозёме лесостепи Западной Сибири. Дис.канд. наук/НГАУ-Новосибирск: 1998.-С.23-54.

69. Шпак B.C. Справочник топлив для ЖРД.- Л:1966. Т4.-386с.

70. Яблоков А., Меньшиков В. Опасная колыбель для "жёлтых детей" //Труд.-1996. -1декабря.-4 с.

71. Back К.С., Pinkerton М.К. Absorption, Distribution and Excretion of 1,1 -Dimethylhydrazine (UDMH). MRL-Technical Documentary Report 62-30 // Aerospace Medical Division, Wright-Patterson AFB, Ohio. In press: 1984.-P.75-96.

72. Back K.C., Tamas A.A. Pharmacology and Toxicology of 1,1 -Dimethylhydrazine (UDMH). Presented, American Industrial Hygiene Conference. Washington: 1962.- P. 48-102.

73. Bennett R.R. Scavenger propellants Solid Rocket Technical Committee Lecture series, Reno. Nevada: 1994.Jan.- P. 10-12.

74. Cangadhar Choudhary, Ph.D., and Hugh Hansen, Ph. D. Human health perspective on environmental exposure to hydrazines: a review // Chemosphere. 1998 Vol/ 37. N00. 5.- P.801-843.

75. Lloyd L. Philipsopson, Jemes M.Hudson, Alex M. See. Exposure-response functions in Air Force toxic risk modeling // Toxicology 111 (1996) P.239-249.

76. Major Herbert H. Reynolds H.H. Effect of UDMH on Learned Behavior in the Java Monkey // Aerospace Medicine. Oxford. October 1963 -P.920-922.

77. Reynolds H.H., Rohles F.H., Fineg J., Back K.C. The Effect of UDMH on Learned Behavior in the Java Monkey // Aerospace Medicine. 1963. №°.10.-P.920-922.

78. Witkin L.B. Acute toxicity of hydrazine and some of its methylated derivatives. AMA Arch. Ind. Health, 1956.- P. 203-254.