Влияние композиций из поливинилового спирта и крахмала на рост и развитие овса

Влияние композиций из поливинилового спирта и крахмала на рост и развитие овса

В статье показано, что предпосевная обработка семян овса композицией поливинилового спирта и крахмала стимулирует рост, развитие, повышает урожай и улучшает качество зерна овса. Авторами отмечено, что компоненты композиций производятся промышленным способом и потому могут иметь широкую область применения в растениеводстве.

Для устойчивого наращивания производства высококачественной продукции, и в первую очередь зерна, может внести определенный вклад использование биои синтетических полимеров. Они способны регулировать рост, развитие растений, защищать их от неблагоприятных условий, воздействовать на качество почвы. В большинстве случаев в сельском хозяйстве практикуется предпосевная обработка семян полимерами или композициями на их основе [1].

При этом полимер должен отвечать следующими требованиям: хорошо растворяться в воде при данной температуре; не быть токсичным ни до, ни после применения; хорошим адгезивом, чтобы надежно удерживаться на семенах; соединять все прочие компоненты; дешевым и доступным [2]. К числу таких ВМС относится и объект нашего исследования — поливиниловый спирт (ПВС). Это бесцветное твердое вещество, которое в зависимости от способа изготовления получается в форме порошка, волокон или хлопьев. Он растворим в воде, не токсичен, совмещается с низкои высокомолекулярными соединениями. ПВС применяется при получении синтетического волокна, клея, упаковочных материалов для продуктов питания, изготовлении пластырей, стерильных материалов, хирургических нитей, пленок медицинского назначения, как кровезаменитель [3]. Он имеет и высокие адгезионные характеристики, вследствие чего наиболее приемлем для семеноведения [4]. Нами разработана и применена композиция, включающая ПВС и крахмал, для предпосевной обработки семян зерновых культур. Крахмал— порошок белого или слегка желтого цвета. Главные источники получения крахмала — картофель, кукуруза, пшеница, рис, сорго. Он растворим, не токсичен. Крахмал широко применяется в пищевой, химической, полиграфической, бумажной, парфюмерной и других отраслях промышленности. Он ускоряет образование пленки ПВС и упрочняет её.

Картофельный крахмал. Его используют при выработке фруктово-ягодных киселей, для загущения супов, соусов, подливок, в производстве некоторых видов колбасных изделий, сосисок, сарделек, для стабилизации некоторых видов кондитерских кремов, изготовления клеящих веществ, выработки искусственного саго. Он используется и в технических целях в текстильной, бумажной, полиграфической промышленностях, а также в быту. Зерна картофельного крахмала самые крупные (диаметр 0,05−0,08 мм), овальной формы. Картофельный крахмал обладает более ценными потребительскими достоинствами, чем кукурузный. Клейстеризуется он быстрее, при более низкой температуре, клейстер получается более вязкий. По качеству картофельный крахмал делят на сорта: экстра, высший, первый и второй. Картофельный крахмал 2 сорта в продажу не поступает, его используют для технических целей или как сырье для выработки патоки и глюкозы. Цвет крахмала чисто белый, а высшего сорта — обязательно с блеском. Картофельный крахмал 2 сорта может иметь желтоватый оттенок. Методом гель-фильтрации через сефадекс В 200 сефарозу-28 картофельный крахмал разделяется на 9 фракций с молекулярной массой от 7×106 до 73×106. поливиниловый спирт предпосевной овес Кукурузный крахмал применяют в производстве соусов, начинок для пирогов, пудингов. Его используют как добавку при выпечке булочных и кондитерских изделий в тех случаях, когда надо ослабить действие клейковины и придать большую мягкость и нежность продукту с одновременным уменьшением добавки сахара и жира (бисквитный полуфабрикат, вафельные стаканчики для мороженного, печенье). Пересушенный кукурузный крахмал с пониженной влажностью используют в кондитерской промышленности при отливке мягких конфет и корпусов шоколадных конфет. Кукурузный крахмал широко применяют в технических целях бумажного производства, в текстильной и медицинской промышленности. Его зерна значительно мельче (0,02−0,03 мм), имеют форму многогранника, с трещиной в середине, расходящейся в стороны. Кукурузный крахмал бывает высшего и первого сорта. 1 сорт может иметь желтоватый оттенок.

Введение

добавок в процессе пленкообразования приводит к формированию структуры разного типа и изменению свойств покрытий (равновесной степени, скорости растворения, величины разрушающего напряжения), влияющих на ростовые свойства семян и развитие корневой системы. Исходя их совместимости ПВС и крахмала были определены соотношения компонентов в композиции. Установлено, что при составе 3% мас. ПВС — 6% мас. крахмала время образования и высыхания пленки минимально и прочность её высокая [5, 6].

Целью нашего исследования явилось изучение влияния этой композиции на рост и развитие овса сорта «Мирный». Сорт среднеспелый, устойчив к пыльной головне (0,9−4,9%), слабо восприимчив к коронарной ржавчине (50/2), засухоустойчивость высокая. Имеет крупное (масса 1000 зёрен 36,137,5 г), выровненное зерно, пониженная пленчатость (24,5−25,6%), с натурой 552−567 г/л, содержание белка в зерне 12,8−13,5%. Сорт зернового назначения для продовольственных и фуражных целей, но благодаря большей высокорослости, устойчивости к полеганию и грибковым болезням может быть использован и для выращивания на зелёный корм в смеси с зернобобовыми культурами. Сорт хорошо отзывается на повышение агрофона. Обладает высокой технологичностью возделывания, в том числе по интенсивной технологии [5].

Овес — это важнейшая зернофуражная культура [7]. Он представлен приблизительно 70 видами, из которых только 11 имеют практическое значение; используется в продовольственных и кормовых целях [8]. Зерно овса используется для производства круп, геркулеса, толокна, галет, суррогата кофе, а также в диетическом и детском питании. Овес — незаменимое кормовое растение, широко применяемое на зеленый корм, сено, силос [9].

Согласно цели были проведены полевые испытания по следующим вариантам: 1 — контроль; 2 — предпосевная обработка семян овса композицией (ПВС-крахмал кукурузный); 3 — предпосевная обработка семян овса композицией (ПВС-крахмал картофельный).

Для решения поставленных задач были проведены лабораторные и полевые исследования. Лабораторные исследования проводились в лаборатории химии растений и биологически активных соединений СКГУ им. М. Козыбаева, полевые опыты — на агробиологической станции СКГУ им. М.Козыбаева.

При выращивании овса применялась агротехника, рекомендованная для Северо-Казахстанской области Северо-Казахстанской сельскохозяйственной опытной станцией. Весенняя подготовка почвы включала ранневесеннее боронование в два-три следа боронами БИГ-3, предпосевную культивацию на 8−10 см глубиной культиватором КПП-2,2 и прикатывание кольчато-шпоровыми катками ЗКК-6А.

Семена замачивали в течение 6 часов в растворах биологически активных веществах, затем высушивали на воздухе, смешивали в необходимых соотношениях на брезенте в хорошо проветриваемом помещении. После этого устанавливали сеялку на норму высева смесей до выезда в поле.

Посев проводили сеялкой СЗС-2,1 в один рядок оба компонента на глубину 4−5 см. Посев был произведен 26 мая. Опыты закладывались в 4-кратной повторности. Площадь делянок 200 м². Размещение вариантов последовательное. Все учеты и наблюдения проводились согласно методике ВНИИ кормов. Математическая обработка экспериментальных данных рассчитывалась по Б. А. Доспехову [10].

Для приготовления композиции можно использовать любую смесительную емкость. Отдельно готовим раствор ПВС при нагревании до 80−90 °С и раствор крахмала — при 25−30 °С, при непрерывном перемешивании. Затем в смесителе, при постоянном перемешивании, к раствору ПВС постепенно приливаем раствор крахмала. Перемешивание продолжаем 1−2 минуты, после чего раствор сливаем в приготовленную емкость, охлаждаем до комнатной температуры. Полученная таким образом композиция готова к применению. Предварительно была проведена подготовка семян к посеву, а именно очистка, просушивание, сортирование. Затем в емкость для дражирования засыпали семена, приливали раствор так, чтобы они полностью покрылись, выдерживали 2−5 минут при небольшом перемешивании, удаляли избыток раствора. Отработанные семена сушили на воздухе слоем толщиной 20−30 см до полного высыхания полимерной пленки. При предпосевной обработке семян композицией ПВС-крахмал при набухании образовавшейся пленки происходит постепенное проникновение крахмала внутрь семени.

После этого семена овса высевались в почву (чернозем обыкновенный, маломощный, средне-углинистый). Климат региона резко континентальный, что выражается недостаточностью увлажнения и сравнительно большими амплитудами колебания как среднемесячных температур самого холодного (январь) и самого теплого (июль) месяцев, так и особенно большой разницей минимальных и максимальных температур.

Холодная продолжительная зима с устойчивым снежным покровом сочетается с жарким, но коротким летом. На севере Казахстана зима наступает в октябре и продолжается 5−7 месяцев, лето приходит в конце мая и длится до конца августа. Теплый период года с температурой выше +10 °С в северном регионе составляет 130 дней (с 10 мая по 16 сентября).

По сумме положительных температур, продолжительности безморозного периода и количеству осадков за вегетационный период территория области относится к умеренно-засушливому агроклиматическому району.

При прорастании семян под влиянием амилазы крахмал разлагается до сахаров. Установлено, что имеются две амилазы (а и Р). а-Амилаза появляется при прорастании семян, а Р-амилаза находится главным образом в покоящихся семенах. Если а-амилаза разлагает обе фракции крахмала, то Р-амилаза почти полностью гидролизует амилозу и лишь частично амилопектин. При этом в первую очередь освобождаются олигосахариды, которые расщепляются до мальтозы. Распад крахмала сопровождается и синтезом целлюлозы, являющимся составной частью новообразовавшихся тканей и органов прорастающих семян. Следовательно, образующиеся сахара при прорастании семян расходуются не только в процессе дыхания, но и для синтеза новых соединений, необходимых для нормального функционирования проростка.

Результаты проведенных исследований приведены в таблицах 1−3.

Видно, что наилучшие показатели получены в 3-м варианте. Так, полевая всхожесть семян, сохранность и густота стояния растений превысили контроль на 2; 0,8; 3%, соответственно. Эти же показатели практически одинаковы для 2-го и 3-го вариантов.

Надо отметить, что сроки посева, глубина заделки семян, температура и влажность почвы были одинаковы для всех вариантов. Они существенно влияют, в частности, на полевую всхожесть, определяющую в какой-то степени уровень урожая, особенно в зоне Северо-Казахстанской области, из-за крайне неустойчивой погоды весной и в начале лета.

Из таблицы следует, что самые высокие показатели у 3-го варианта. Так, например, высота растений, длина колоса, количество растений, вес колоса на 2; 8,3; 2, 4,1%, соответственно, выше контроля. Разница в показателях между 2-м вариантом и контролем оказалась меньше аналогичных с 3-м. Практически одинаковы показатели для 2-го и 3-го вариантов.

Видно, что в 3-м варианте получены более высокие показатели. Так, содержание сырого протеина, клетчатки, а также зольность оказались на 0,38; 1,1; 2%, соответственно, выше контроля. В то же время перечисленные выше показатели для 2-го и 3-го вариантов практически не различались.

Обработка дает и определенный экономический эффект. Данные по экономической эффективности приводятся в таблице 4.

При расчете его учитывались все затраты, связанные с агротехникой овса и обработкой семян композицией. Чистая прибыль во втором варианте составила 56 573 тенге/га и в третьем — 604 690 тенге/га.

Таким образом, предпосевная обработка семян овса композицией ПВС-крахмал (кукурузный и картофельный) стимулирует рост, развитие растения, повышает урожай овса, улучшает качество зерна. Кроме того, такая обработка семян позволяет высевать на 10−15 дней раньше установленного срока. Компоненты композиций (ПВС-кукурузный крахмал, ПВС-картофельный крахмал) производятся промышленным способом и потому могут иметь широкую область применения в растениеводстве.

• 1. Алексейчук Г. Н. Современная технология предпосевной обработки семян и её биологические основы // Наука и инновации. — 2006. — Т. 43, № 9. — С. 37−41.
• 2. Ягодин Б. А. и др. Агрохимия. — М.: Колос, 2002 — 544 с.
• 3. Кулезнев В. Н. Химия и физика полимеров. — М.: Колос, 2007. — 367 с.
• 4. МухаВ.Д. и др. Агрономия. — М.: Колос, 2001. — 504 с.
• 5. Бекмухамбетов Э. Л. Кормовые растения Казахстана. — Алматы: Бастау, 2006. — 304 с.
• 6. Технология переработки растениеводческой продукции / Личко Н. М., Кудрина В. Н., Мельников Е. М. — М.: Колос, 2008. — 587 с.
• 7. Шпаар Д. и др. Зерновые культуры. — Минск: ФУАинформ, 2000. — 421 с.
• 8. КошкинВ.А. Каталог мировой коллекции ВИР // Овес и ячмень. — СПб., 2010. — Вып. 799. — 37 с.
• 9. ЛичкоН.М. Стандартизация и сертификация растениеводческой продукции. — М.: Колос, 2003. — 210 с.
• 10. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. — М.: Агропромизат, 1985. — С. 18−19.