Оценка качества показателей зерна на основе регистрации параметров замедленной флуоресценциии

Oценка качества показателей зерна на основе регистрации параметров замедленной флуоресценции

В нашу эпоху перед биологией стоит задача изучать не только отдельные фрагменты жизненных проявлений, но и пытаться осознать, анализировать, раскрывать общие связи, регулирующие все физико-химические процессы, протекающие в живых системах. Для получения информации о свойствах биогенных веществ и изучения их химических превращений в живых клетках используются особые биофизические методы. Метод сверхслабого свечения применяется для быстрой и объективной оценки степени засухо-и солеустойчивости растений, может дать быструю информацию о поражении растения вирусными и грибковыми заболеваниями, оценить токсичность загрязненного воздуха и воды для растений.(6).

Ряд ученых (Б.Н.Тарусов, Ю. А. Владимиров, В. А. Веселовский, А. И. Журавлев, И. И. Иванов, Ю. П. Козлов и др.) уделили особое внимание вопросам хемилюминесценции в биологических объектах, свечению органелл клеток, спонтанному свечению, электрохемилюминесценции (5).Широкое практическое применение находит явление свечения семян и продуктов их переработки под действием УФ-облучения. Б. Ф. Дикий (1961); Е. Н. Авраменко, М. П. Есельсон (1979); М. Н. Фирсова; Е. П. Попова (1981); В. В. Красников; Е. И. Тимошкин (1983) судят по изменению цвета свечения зерна и муки о степени их повреждения сельскохозяйственными вредителями, грибами, бактериями, инсектицидами.(4). Ю. С. Тюрин, С. С. Шайн (1974) предлагают для селекционного отбора семян флуоресцентный анализ. В 1985 году Ю. Р. Владов указывает на возможность автоматического контроля качества зерна с использованием люминесцентного анализа. (1), Ю. Г. Кияшко обнаруживает явление спонтанного свечения (хемилюминесценцию) у сухих и набухших семян (3). Установлено, что замедленная люминесценция семян различных видов растений неодинакова, при чем структуры семени, как плодовая семенная оболочка, семядоли, зародыши, эндосперм, также излучают послесвечения, кинетические характеристики которого аналогичны характеристикам свечения целых семян. зерно пшеница сорт клейковина Целью настоящей работы являлось обоснование и разработка биофизического метода оценки качества зерна, основанного на регистрации замедленной флуоресценции. Проведенный анализ существующих химико-биологических методов (по ГОСТ) и средств оценки качества зерна и семян, позволил установить корреляционную связь методов замедленной флуоресценции с качеством зерна и семян сельскохозяйственных растений Оренбургской области. При этом предполагалось исследовать кинетику замедленной флуоресценции зерна различных сортов пшеницы.

Актуальность данной темы заключается в широком перспективном направлении использования сверхслабого свечения биологических объектов тканей в селекции растений, в сельском хозяйстве, в онкологии, радиобиологии, исследовании физико-химических основ адаптации и процессов возбуждения.

Объектом исследования служило зерно 18 сортов пшеницы, отобранное из различных районов Оренбургской области. Качество зерна оценивалось с использованием стандартизированных методик — по ГОСТ 52 554–2006 «Пшеница. Технические условия». Выбор сортов сельскохозяйственных растений проводился на основе анализа их распространенности, значимости, необходимости проведения хозяйствами полного исследования качества зерна и установления их пригодности для посева. Для эксперимента использовали следующие сорта пшеницы, входящие в состав агроценозов Оренбургской области:"Саратовская 29″, «Саратовская 42», «Оренбургская 10», «Оренбургская 13», «Безенчукская 182», «Учитель», «Варяг», «Юго-Восток-4 «, «Юго-Восток-2», «Харьковская 46», «Харьковская 37». Отбор партии, выемок, среднего образца и навески зерна осуществлялся строго в соответствии с ГОСТ 10 839–64 «Зерно. Методы отбора образцов и выделения навесок». Качество зерна характеризуется общими и специальными показателями. Специальные показатели обязательны для отдельных зерновых культур. Так, для пшеницы важны натура, стекловидность, количество и качество клейковины, содержание мелкого зерна, испорченных и поврежденных зерен, типовой состав, всхожесть. Для установления корреляционной связи качества зерна пшеницы с параметрами замедленной флуоресценции семян в воздушно-сухом состоянии использовали высокочувствительное устройство на основе электронных блоков системы «Вектор» (патент RU № 2 220 413, БИ № 36 от 27.12.2003).

Семена каждого сорта пшеницы (по 100 шт.) помещали в кювету из светопроводящего материала, расположенную в емкости для исследуемого объекта экспериментальной установки, облучали лампой и регистрировали количество импульсов. Определение замедленной флуоресценции зерна каждого сорта проводили в пяти повторных измерениях с целью получения более точных результатов. После окончания измерений строились кривые спада замедленной флуоресценции.

Оценка качества зерна и семян проводилась с целью определения их пригодности для посева и для переработки. Разработанная методика регистрации замедленной флуоресценции семян позволила установить корреляционную связь показателей качества (натура, стекловидность, влажность, засоренность, качество и количество клейковины, повреждения клопом — черепашкой) с параметрами свечения. Кривую кинетики замедленной флуоресценции мы оценивали в виде двух экспонент, используя уравнение регрессии экспоненциального вида:

N (t) = G eat + D ebt, где.

t — время, сек;

G, D, — амплитуда быстрой и медленной компонент замедленной флуоресценции.

a, b — показатели экспоненты, характеризующие скорость спада интенсивности замедленной флуоресценции.

В результате проведенных экспериментальных исследований на основе оценок рангового коэффициента корреляции Спирмана с использованием пакета прикладных программ Statistica, была установлена значимая связь между признаками.

Из анализа зависимостей следует, что свечение воздушно-сухих семян связано с их качеством между ними существует прямая и обратная зависимость.

Вывод

В результате проведенных экспериментальных исследований получены результаты, свидетельствующие о возможности оценки качества зерна по параметрам замедленной флуоресценции.

• 1. Владов Ю. Р. Люминесцентный автоматический контроль зерна // Люминесцентные методы исследования в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности: Тез. Всесоюз. совещ. Минск, 1985. С.71−73
• 2. Ефремов И. В., Межуева Л. В., Быкова Л. А. Устройство для регистрации замедленной флуоресценции. Патент RU № 2 220 413, БИ № 36 от 27.12.2003.
• 3. Кияшко Ю. Г. Интенсивность и кинетика сверхслабого свечения семян сои в процессе старения // Люминесцентные методы исследования в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности: Тез.Всесоюз. совещ. Минск, 1985. С. 68−70.
• 4. Люминесценция растений: Теоретические и практические аспекты /

В.А. Веселовский, Т.В., Т. В. Веселова. — М.: Наука, 1990. — 200 с.

• 5. Сверхслабое свечение в биологии /Отв. ред. А. И. Журавлев. — М.: Труды Московского общества испытателей природы, 1972.
• 6. Тарусов Б. Н., Веселовский В. А. Сверхслабые свечения растений и их прикладное значение. — М.: Изд-во МГУ, 1978. — 149 с.