Исследование действия препарата «Байкал ЭМ1» и Биогумуса на синтез протеинов и нуклеиновых кислот в листьях двух видов амаранта

Донмез Ширин, Аллахвердиев Сурхай, Зонгулдакский Караэлмасский Университет, Бартын, Турция

(По материалам VII Международного симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования», г. Пущино, Моск. обл., 18-22 июня 2007 г.)

Введение

Неблагоприятная экологическая ситуация на планете, вызванная климатическими факторами и антропогенными воздействиями, является причиной загрязнения среды обитания, снижения качества и продуктивности растений и ослабления иммунитета человека и животных к различного рода заболеваниям. В связи с этим, проблема оздоровления окружающей среды и введение в культуру устойчивых к стрессам ценных нетрадиционных растений являются необходимостью. В нашей работе проблема оздоровления окружающей среды решается с помощью ЭМ-технологии (эффективных микроорганизмов), а ценным и нетрадиционным для Турции растением является амарант (Amaranthus L).

Древняя культура амарант (Amaranthus L.), благодаря своей высокой питательной ценности, содержанию биологически активных веществ и устойчивости к абиотическим стрессам (высокая температура, засуха, засоление) в последние годы всё больше привлекает внимание специалистов сельского хозяйства и медицины (1). Виды рода амарант культивируются как зерновые, кормовые, овощные, технические, орнаментальные и повышающие плодородие почв культуры. Используемые человеком в пищевых и кормовых целях традиционные зернобобовые культуры значительно уступают амаранту по содержанию незаменимых аминокислот и их соотношению в протеине. Эти ценные пищевые качества амаранта позволяют ему интегрироваться в число культур, используемых населением планеты в пищевых целях. Следует отметить, что в конце прошлого века эксперты Организации Объединённых Наций и учёные Академии наук США признали амарант перспективной культурой XXI века (2).

Биотехнология является основой научно-технического прогресса в XXI веке. И не случайно одно из её направлений — ЭМ- технологию — стали называть надеждой планеты. ЭМ — это сокращённое обозначение «эффективных микроорганизмов». Эта технология была разработана японским учёным, доктором Теруо Хига в 1988 году. В 1998 году в России доктор медицинских наук Шаблин П. А. совместно с почвоведами, микробиологами и врачами создал микробиологический препарат «Байкал ЭМ1», содержащий такие аэробные и анаэробные бактерии, как фотосинтезирующие, молочнокислые, дрожжи и продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов. Этот препарат представлен устойчивым сообществом физиологически совместимых и взаимодополняющих полезных микроорганизмов, отвечающих за процессы регенерации (3). Универсальность в применении и большая эффективность этого препарата заключается в его многокомпонентности, а это, в свою очередь, принципиально отличает «Байкал ЭМ1» от других микробиологических препаратов. Установлено, что препарат «Байкал ЭМ1» не обладает мутагенным, тератогенным, канцерогенным, аллергогенным и пирогенным действием (4).

Биогумус — высокоэффективное удобрение природного происхождения, обладающее гормональной активностью. Гуминовые вещества в биосфере аккумулируют запасы элементов питания растений, органического углерода и энергетических материалов, обладают миграционной функцией, основанной на комплексообразующей способности связывать катионы многих металлов. Гуминовые вещества определяют основу плодородия почв. Установлено, что биогумус стимулирует корневую деятельность и формирование фотосинтетического аппарата, что говорит о высокой физиологической активности этого вещества (5).

Целью настоящего исследования является оценка действия препарата «Байкал ЭМ1» на синтез протеинов и нуклеиновых кислот в листьях двух видов амаранта (Amaranthus caudatus L. и Amaranthus tricolor L.) в период вегетации.

Материал и методы исследования

В качестве объектов исследования использованы два вида амаранта — Amaranthus caudatus L. и Amaranthus tricolor L. Опытный участок состоял из 9 делянок для каждого вида амаранта, площадью 50 м² каждая, а междурядье — 30 см. (6). Перед посадкой семян делянки опрыскивались водными растворами препаратов «Байкал ЭМ1» и Биогумус из расчёта 10 мл препарата на 1 литр дистиллированной воды. Варианты опыта были следующими:

1. Контроль — замачивание семян в дистиллированной воде.
2. «Байкал ЭМ1» — замачивание семян.
3. Биогумус — замачивание семян.

Семена замачивались в течение 12 часов. Все варианты опыта были заложены в 3-кратной повторности. В период от появления первых всходов (апрель) и до сентября включительно один раз в 30 дней производили опрыскивание растений соответствующими препаратами в тех же концентрациях, что и при замачивании семян.

Содержание протеинов в листьях опытных растений определяли по Кьельдалю (7), а содержание нуклеиновых кислот — по методу Турковой И. С. (8).

Результаты и обсуждение

Данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что в обоих видах амаранта и на всех этапах вегетации наибольшее содержание азота и протеинов в листьях отмечается в результате применения препарата «Байкал ЭМ1».

В период формирования листьев (июль) содержание азота и протеинов как у Amaranthus caudatus L., так и Amaranthus tricolor L. более чем в 2 раза превышает контрольные показатели. В последующие стадии вегетации растений (август, сентябрь) также максимум азота и протеинов в листьях обоих видов амаранта накапливается благодаря деятельности эффективных микроорганизмов препарата «Байкал ЭМ1». Следует отметить, что листья Amaranthus tricolor L. на всех этапах вегетации синтезируют больше азота и протеинов, чем листья вида Amaranthus caudatus L. Биогумус, как видно из таблицы, также стимулирует синтез исследуемых параметров в листьях амаранта, однако несколько уступает препарату «Байкал ЭМ1».

Результаты анализов нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) представлены в таблице 2.

Из данных таблицы 2 следует, что наибольшее количество нуклеиновых кислот на всех стадиях вегетации накапливается в листьях Amaranthns tricolor L. Независимо от вида и сроков анализа, содержание в листьях РНК выше, чем ДНК. Согласно литературным данным (9), нуклеиновые кислоты участвуют в построении живой клетки и её органоидов, в синтезе протеинов и передаче наследственных свойств. Следует отметить, что в наших опытах наблюдается коррелятивная связь между содержанием нуклеиновых кислот и протеинов в листьях обоих видов амаранта.

В целом, проведенные исследования показали, что «Байкал ЭМ1» стимулирует синтез протеинов и нуклеиновых кислот в листьях амаранта, что говорит о высокой физиологической активности эффективных микроорганизмов данного препарата.

Литература

1. Guillen-Portal, F. R., Schneiter, A. A., Riveland, N. Row spacing and population effect on yield of grain Amaranth in North Dakota. In: Janick and J.E. Simon (eds), New Crops Wiley, New York, 1993, 219 — 221.
2. Коненков П. Ф., Гинс В. К., Гинс М. С. Амарант — перспективная культура XXI века.
3. Шаблин П. А. Применение ЭМ-технологии в сельском хозяйстве. Сборник трудов: Микробиологические препараты «Байкал ЭМ1», «Та- мир», «ЭМ-Курунга». Москва, 2006, 23 — 36.
4. Блинов В. А., Скорляков В. М. Фундаментальные и прикладные аспекты действия эффективных микроорганизмов. Сборник трудов: Микробиологические препараты «Байкал ЭМ1», «Тамир», «ЭМ-Курунга». Москва, 2006, 22;
5. Галактионова А. А. Экологические аспекты использования торфогуминовых удобрений. Журнал: Аграрная наука, 1998, №2, 30-32;
6. Henderson T. L. et a). Row Spacing and Population Effect on Yield of Grain Amaranth In North Dakota In : Janick and J.E. Simon (eds), New Crops, Wiley, New York, 1993, 219 — 221.
7. Ермаков А. И., Арасимович В. В., Смирнова-Иконникова М. И., Мурри И. К. Методы биохимического исследования растений. Москва-Ленинград, 1952.
8. Туркова И. С. Количественное определение нуклеиновых кислот в растительных тканях. Журнал «Физиология растений», 1965, том XXYII, выпуск 2, 57 — 60.
9. Белозерский А. Н. Нуклеопротеиды и нуклеиновые кислоты и их биологическое значение. Пятое Баховское чтение. Издательство АН СССР. Москва, 1959.