Влияние экологических факторов на изменение биохимического состава моркови, свеклы и белокочанной капусты

Содержание:

1. Влияние экологических факторов на изменение биохимического состава моркови, свеклы и белокочанной капусты 3

1.1. Общие сведения 3

1.2. Влияние гербицидов на качество продукции овощных культур 4

1.3. Влияние гербицидов на химический состав столовой свеклы 9

1.4. Влияние гербицидов на химический состав белокочанной капусты 13

1.5. Влияние гербицидов на лёжкость корнеплодов при хранении 15

1.6. Остаточное количество гербицидов в продукции овощных культур 16

Заключение 21

Список литературы: 22

1. Влияние экологических  факторов на изменение биохимического состава моркови, свеклы и белокочанной капусты

1. Общие сведения

Экологические факторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Отличаются значительной изменчивостью во времени и пространстве. Например, температура сильно варьирует на поверхности суши, но почти постоянна на дне океана или в глубине пещер. Следовательно, экологические факторы могут выступать как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования тех или иных организмов в данных условиях; как модификаторы, определяющие морфо-анатомические и физиологические изменения организмов. По происхождению они делятся на:

• абиотические — факторы неживой природы;
• биотические — связанные с деятельностью живых организмов;
• антропогенные (антропические):

1. физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации;
2. химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта;
3. биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания;
4. социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе.

2. Влияние гербицидов на качество продукции овощных культур

Химический состав овощных  и других сельскохозяйственных культур  в значительной степени варьирует  в зависимости от возделываемого сорта, а также биотических и  абиотических факторов, воздействующих на него. Так, применение агротехнических  приемов и химических средств  борьбы с сорняками как составных  элементов технологии возделывания сельскохозяйственных культур может  изменить химический состав растениеводческой  продукции. Выявление изменений  в биохимическом составе культурных растений, происходящих под влиянием различных факторов, является непременным  условием работы всех исследователей, связанных с растениеводством.

Многими опытами установлено, что гербициды ингибируют фотосинтез, дыхание, транспирацию и другие физиолого-биохимические  процессы в растениях, оказывающие  определенное влияние на химический состав продукции растениеводства. Причем разные группы химических соединений (производные триазина, карбамата, мочевины), а иногда и отдельные гербициды  одной и той же группы в определенной степени отличаются друг от друга  по природе их действия на культурные растения. Гербициды как физиологически активные вещества оказывают стимулирующее  или ингибирующее влияние на биохимические процессы и, в частности, на накопление в растениях углеводов, белков, витаминов, аминокислот и других питательных веществ. Под влиянием гербицидов содержание, например, сахаров в урожае обычно изменяется на 1...3%, тогда как у разных сортов и под воздействием внешних условий среды эти изменения достигают большей величины; например, содержание сахаров в томатах колеблется от 1,9 до 4,9% .

Между тем лишь при отсутствии отрицательного влияния химических средств борьбы с сорными растениями на качество растениеводческой продукции  гербициды можно рекомендовать  сельскохозяйственному 

Работа над ошибками:

В противном случае ценные свойства гербицидов (селективность, отсутствие остаточных количеств препаратов в  продукции) будут сведены к нулю. Учитывая актуальность рассматриваемого вопроса, нами систематически проводились  биохимические анализы продукции  овощных культур (корнеплоды моркови, столовой свеклы и кочаны капусты), полученной в вариантах с новыми гербицидами в разных дозировках. Кроме того, корнеплоды моркови и  столовой свеклы анализировались в  процессе их осенне-зимнего хранения. В исследованиях уделяется наибольшее внимание гербицидам - производным триазина, карбамата, мочевины, которые являются наиболее перспективными на посевах овощных культур. Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови. Корнеплодные овощи, являясь двулетними культурными растениями, в первый год образуют розетку листьев и корнеплод с запасными питательными веществами. Химический состав корнеплодов моркови, как и других овощных культур, изменяется под влиянием почвенно-климатических условий, сорта, агротехники и воздействия химических веществ. Так же изучается влияние гербицидов из группы производных триазина (пропазин и прометрин), карбоната (хлор-ИФК, в настоящее время на моркови не применяется) и мочевины (линурон, дозанекс и малоран) на основные показатели, характеризующие качество продукции моркови. В корнеплодах моркови, полученных с обработанных пропазином и хлор-ИФК участков, существенно не изменилось содержание сухого вещества, растворимых сахаров, каротина и аскорбиновой кислоты (рис. 1).

Рисунок 1 – «Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови различных сортов»

Исследование более селективных  гербицидов показало, что в корнеплодах  моркови, полученных в вариантах  с прометрином и линуроном, не наблюдалось снижение количества сухого вещества по сравнению с контролем (±0,4%). Однократное и даже двукратное применение гербицидов (до и после  всходов культуры) не уменьшило содержание сахаров в корнеплодах. Применение прометрина и двукратное использование линурона в определенной степени стимулировали образование аскорбиновой кислоты в корнеплодах моркови (рис. 2). Приведенные материалы по влиянию прометрина и линурона на химический состав моркови подтверждаются результатами других исследователей.

Рисунок 2 – « Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов моркови (сорт Нантская 4)»

Проведенные биохимические  исследования моркови показали, что  гербициды в оптимальных дозировках не оказали отрицательного влияния  на качество моркови. Количество сахаров, каротина и сухого вещества в течение вегетации было одинаковым с контролем, где гербициды не применялись, а в некоторых вариантах даже несколько выше (рис. 3)[5].

Рисунок 3 – «Влияние прометрина и линурона в разных дозировках на химический состав корнеплодов моркови»

Отметим, что перспективные  гербициды (прометрин, линурон, дозанекс и малоран), примененные в высоких  дозировках по вегетирующим растениям  моркови (в фазе 3...5 настоящих листьев), в определенной степени изменяют химический состав корнеплодов. Так, под  влиянием прометрина и линурона в  высоких дозировках наблюдалось  снижение содержания общего азота в  корнеплодах моркови. В опытах Г. К. Переславцевой (1970), Ж. Добруцкой (1972) и П. С. Жуковой (1978), проведенных в  Белорусской ССР, применение прометрина в высоких дозировках также приводило  к ухудшению качества продукции. Аналогичные данные получены А. П. Скоблиным  и Л. П. Скоблиной в условиях Крымской области, где прометрин в повышенных дозах снижал содержание сухих веществ  и сахаров в корнеплодах моркови. При этом под влиянием гербицида изменялось соотношение моно- и дисахаров в продукции указанной культуры. Следовательно, обработка гербицидами в определенной степени изменяет химический состав продукции. Причем эти изменения связаны с химической природой гербицида, используемой дозировкой и способом применения. В оптимальных условиях (с соблюдением регламентов применения гербицидов) изменения химического состава корнеплодов моркови не наблюдаются или незначительны.

3. Влияние гербицидов на химический состав столовой свеклы

Столовая свекла, подобно  моркови, является двулетним корнеплодным растением. В связи с тем, что  в корнеплодах свеклы образуется большой запас питательных веществ, весьма важно проследить за их химическим составом в условиях воздействия  на культурные растения химических средств  борьбы с сорными растениями. Нами было установлено, что под влиянием недостаточно селективных гербицидов сухая масса корнеплодов столовой свеклы уменьшается по сравнению с контролем. В вариантах с указанными гербицидами содержание суммы сахаров в корнеплодах столовой свеклы изменялось в незначительных пределах (±2,5%).

Биохимический состав корнеплодов  зависит не только от химического  состава гербицидов, но и от их формы. В наших опытах под влиянием гранулированных  гербицидов в корнеплодах столовой свеклы увеличивалось общее содержание азотистых веществ, но количество белка  уменьшилось. Уменьшилось также  содержание сахара, что произошло, вероятно, из-за несколько одностороннего обогащения гранул элементами минерального питания. Азотные же удобрения при несбалансированном питании пли при чрезмерных дозах  повышают содержание азота в корнеплодах, но снижают сахаристость. Такое же действие гранулированного тиллама  по сравнению с эмульгирующимся  концентратом подтверждается данными  М. И. Севастьяновой, Л. И. Исаевой, А. А. Жемойца (1970).

При использовании гранулированных  гербицидов на посевах свеклы необходимо учитывать и специфические особенности  обмена веществ данного растения. Возможность своевременного поступления  в растение питательных веществ  в соответствии с его потребностями  создает условия для позитивного  влияния химических препаратов на урожай и качество свеклы. Например, известно, что наряду с макроэлементами большое влияние на химический состав свеклы оказывают и некоторые микроэлементы. Так, в определенных условиях борные, марганцовые и медные удобрения способствуют лучшему использованию растениями элементов основного питания и увеличению урожая ряда овощных культур, в частности столовой свеклы, а также позволяют повысить сахаристость и уменьшить содержание коллоидных веществ, чем улучшить качество продукции. Столовая свекла принадлежит к растениям с ярко выраженной специфичностью обмена веществ. Например, при отсутствии бора в питательной среде наблюдается накопление моно сахаров в листьях и снижение сахаров в корнеплодах. Подобные обстоятельства следует учитывать при изготовлении гранул с гербицидами для свекловичных полей. По нашему мнению, гранулированные гербициды, предназначенные для свеклы, должны включать наряду с другими компонентами и некоторые микроэлементы (например, бор), способствующие накоплению сахаров в корнеплодах указанной культуры. Это обстоятельство следует учитывать в дальнейшей работе с гранулированными формами химикатов.

Химические исследования корнеплодов столовой свеклы, полученных при применении пирамина, показали, что под влиянием этого гербицида (рис. 4) содержание сухого вещества, золы и растворимых углеводов несколько повышалось, а активность инвертазы понижалась по сравнению с контролем в 2...3 раза. Ослабленное действие биологического катализатора, расщепляющего сахарозу, возможно, и явилось одним из факторов, способствовавших несколько большему накоплению сахаров. Пирамин воздействовал и на азотный обмен. Так, в варианте с пирамином на посевах столовой свеклы сорта Ленинградская округлая 221/17 наблюдалось снижение общего азота на 0,10%, главным образом за счет аминокислот и бетаина. Известно, что разные сорта свеклы отличаются по содержанию основных питательных веществ в корнеплодах и по-разному реагируют на воздействие гербицидов. Например, в столовой свекле сорта Бордо 227 бетаина в 2 раза больше, чем в свекле сорта Ленинградская округлая 221/17, и пирамин не влияет на содержание бетаина последнего сорта.

Рисунок 4 – «Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов столовой свеклы (сорт Пушкинская плоская к-18)»

По литературным источникам были проведены исследования 1970-1977 гг. на биохимический состав корнеплодов столовой свеклы, полученных в вариантах с ленацилом, пирамином и бетаналом. В данных исследованиях урожай столовой свеклы в вариантах с указанными гербицидами был выше, чем в контроле, на 13...20%. Содержание в корнеплодах сухого вещества и сахаров по вариантам изменялось незначительно (рис. 5)[1].

Рисунок 5 – «Влияние гербицидов на химический состав корнеплодов столовой свеклы сорта Бордо (1970-1971 гг.)»

Во всех вариантах с  гербицидами намечалась тенденция  увеличения содержания аскорбиновой кислоты, а в вариантах с применением  ленацила и бетанала в высоких  дозировках - снижение количества азота. Аналогичные отклонения наблюдались  также при использовании указанных  гербицидов и в низких дозировках, В этих опытах ленацил, пирамин, бетанал  в оптимальных дозировках существенно  не изменяли химический состав корнеплодов  столовой свеклы. Эти гербициды, проверенные  на сортах Бордо 237, Египетская и Пушкинская плоская к-18, в оптимальных дозировках не ухудшали биохимический состав продукции. Двукратное применение гербицидов (ленацил, пирамин - до всходов, а бетанал - по всходам) и разное число междурядных  обработок почвы также не оказывали  существенного влияния на содержание основных питательных веществ (сахара, общий азот, аскорбиновая кислота) в  корнеплодах и тем самым не ухудшали качество продукции столовой свеклы (рис. 6)[6].