Влияние фунгицидов на каталазную и пероксидазную активность почвы и растений сои

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
3
I АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
5
1.1 Ферменты сои
5
1.2 Воздействие фунгицидов на ферментативную активность почвы
7
II УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
10
2.1 Характеристика климатических и погодных условий Амурской области в период проведения исследований
10
2.2 Объект исследований
17
2.3 Методика проведения исследований
19
III РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
21
3.1 Влияние химических и биологических препаратов на пероксидазную и каталазную активность почвы по фазам развития сои
3.2 Влияние химических и биологических препаратов на активность пероксидазы и каталазы в растительных объектах (семена, листья сои)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
21
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
24
Приложение А Метеорологические условия в 2016 году       
27

     
     
     
       
      


     ВВЕДЕНИЕ
     
     Соя – самая распространенная зернобобовая культура мирового значения. Благодаря богатому химическому составу, она широко используется как продовольственная, кормовая и техническая культура.
     Амурская область является основным производителем сои в России. Однако особенности экологических условий Приамурья – неравномерность выпадения осадков, значительные перепады дневных и ночных температур, короткий безморозный период и др. обуславливают нестабильность урожая по годам и не позволяют полностью реализовать биологический потенциал этой ценной культуры.
     Современная система защиты растений от болезней, вредителей и сорняков преимущественно основана на применении биорегуляторов и химических средств защиты растений. Фунгициды (от латинского fungus — гриб и caedo — убиваю) – химические препараты из группы пестицидов. Эти препараты уничтожают или предупреждают развитие спор или мицелия патогенных грибов, а также бактерий, которые являются возбудителями тех или иных болезней растений (Манадилова А.М. и др., 2014).
     Стимуляторы роста применяют для обработки растений, чтобы изменить процессы их жизнедеятельности или структуру с целью улучшения их качества или увеличения урожайности. Применяя стимуляторы роста, можно значительно уменьшить кратность обработки посевов фунгицидами в период вегетации, тем самым, сократив расходы на средства защиты растений, затраты труда (Васецкая М.Н. и др., 2002). Кроме этого можно применять баковые смеси биопрепаратов и стимуляторов роста с пестицидами (Лухлинев В.П., 2003).
     Ферментативная активность является самым доступным и чувствительным показателем экологической оценки состояния агроценозов (Щербакова Т.А., 1983; Хазиев Ф.Х., 1990). Ферменты – биологические катализаторы, т.е. вещества, способные ускорять течение биохимических реакций. Каталаза широко распространена в клетках живых организмов, в том числе микроорганизмов и растений. Каталазную активность проявляют также почвы. Этот фермент катализирует реакцию разложения перекиси водорода на кислород и воду и отражает способность микробного сообщества противостоять воздействию стресс-факторов.
     Цель исследования: овладеть необходимыми профессиональными компетенциями в области научно-исследовательской деятельности при изучении влияния фунгицидов на каталазную и пероксидазную активность почвы и растений сои.
     Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
     1. Изучить современную информацию, отечественный и зарубежный опыт по теме научно-исследовательской работы.
     2. Описать условия проведения, методы и объекты научного исследования.
     3. Освоить методики и провести экспериментальные исследования по определению активности окислительно-восстановительных ферментов в почве и растениях по фазам развития сои. 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
      
     
     I АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
     
1.1. Ферменты сои

     Ферменты, или энзимы (фермент от лат. fermentum – закваска) – это вещества белковой природы, которые образуются в процессе жизнедеятельности организма и своим участием в обмене веществ обеспечивают единство между средой и организмом. Без ферментов нет жизни (Лебедев С.И., 1988).
     Роль ферментов в жизнедеятельности животных, растений и микроорганизмов колоссальна. Благодаря каталитической функции разнообразные ферменты обеспечивают быстрое протекание в организме или вне его огромного числа химических реакций. Складываясь в единый ансамбль саморегулируемых биохимических процессов, эти реакции преобразования веществ составляют материальную и энергетическую основу непрерывного самообновления белковых тел, то есть самой сущности жизненных явлений (Pfahz H., 1991).
     Исследования активности и множественных форм ферментов позволяют проследить, каким образом происходит приспособление организма к изменяющимся условиям среды (Генетика изоферментов, 1977).
     В Амурской области ведущей сельскохозяйственной культурой является соя, которая имеет ценный химический состав. Она отличается благоприятным сочетанием белка (29-53%), масла (14-25%), углеводов (до 35%), наличием биологически активных веществ: фосфатидов, комплексом витаминов группы В, жирорастворимых витаминов Д, Е и каротином (провитамином А); а также минеральных легкоусвояемых солей (кальция, магния, калия, фосфора). Поэтому соя давно является ценным сырьем для пищевой промышленности в Китае, США и ряде других стран и, наконец-то, продукты питания из сои появились в нашей области. Но биохимический состав сортов сои, которые выращиваются в нашем регионе, на сегодня изучен мало (Щегорец О.В., 2002).
     Помимо всего выше перечисленного соя содержит ферменты различных классов, которые также мало исследованы в настоящее время.
     В повышении устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды особую роль играет фермент пероксидаза, который относится к классу оксидоредуктаз.
     Пероксидаза – двухкомпонентный фермент, представляющий собой сочетание активной группы, вступающей в химическое взаимодействие с субстратами, и коллоидального белкового “носителя”, усиливающего каталитическое действие этой группы. Это глобулярный белок диаметром 50 Ао, который содержит около 43% -спиральных участков в составе белковой части молекулы (Андреева В.А., 1988).
     Каталаза. Как по структуре, так и по функциям каталазы родственны пероксидазам. Они принадлежат к числу гемопротеиновых ферментов. Молекулы каталаз содержат по четыре атома железа, каждый из которых хелатирован с протопорфирином IX и, кроме того, связан с белком.
     Самая характерная функция каталазы – высокоэффективный катализ разложения перекиси водорода на воду и кислород. Кроме того, каталаза проявляет умеренную пероксидазную активность, катализирует реакции окисления перекисью водорода. Перекись водорода образуется в растениях и клетках животных в процессе окисления. В повышенных концентрациях перекись водорода оказывает токсическое действие на цитоплазму клеток. Каталаза играет главную роль в нейтрализации перекиси водорода, поэтому она является важнейшим компонентом антиоксидантной системы (Рубин Б.А., 1977).
     
     
     
     1.2 Воздействие фунгицидов на ферментативную активность почвы
      
     Химизация сельского хозяйства приводит к накоплению в почве химических соединений, обуславливает резкое ухудшение ее плодородия вне зависимости от климатических зон и типов почвы.
     Определение побочных действий химических средств защиты растений в почвенных экосистемах затруднено в связи с многообразием компонентов системы. О биологической активности почвы можно судить по ферментативной активности, характеризующей потенциальную способность экосистемы сохранять гомеостаз (Звягинцев Д.Г., 1987). По мнению Т. А. Щербаковой (1979), Ф. Х. Хазиева (2005), ферментативная активность является самым доступным и чувствительным показателем экологической оценки состояния агрогенно-преобразованных почв, подверженных химической обработке.
     Название «фермент» происходит от латинского «ферментум» – брожу, закваска. Явление катализа и в настоящее время не получило полной разгадки. Сущность действия катализатора заключается в снижении энергии активации, необходимой для химической реакции, направляя ее обходным путем через промежуточные реакции. Эти реакции требуют меньшей энергии, чем реакции, идущие без катализатора, благодаря чему повышается и скорость основной реакции. Под действием фермента ослабляются внутримолекулярные связи в субстрате вследствие некоторой деформации его молекулы, проходящей при образовании промежуточного комплекса фермент-субстрата.
     Ферменты, в отличие от неорганических катализаторов, обладают избирательностью действия. Специфичность действия ферментов выражается в том, что каждый фермент действует лишь на определенное вещество, или же на определенный тип химической связи в молекуле. По своей биохимической природе все ферменты – высокомолекулярные белковые вещества. На специфичность ферментных белков влияет порядок чередования в них аминокислот. Некоторые ферменты помимо белка содержат более простые соединения. Например, в составе различных окислительных ферментов содержатся органические соединения железа. В состав других входят медь, цинк, марганец, ванадий, хром, витамины и др. органические соединения ().
     В почвенной биодинамике наибольшее значение имеют оксидоредуктазы и гидролазы. Из оксидоредуктаз в почве наиболее распространены каталазы, дегидрогеназы, фенолоксидазы, пероксидазы. Они участвуют в окислительно-восстановительных процессах синтеза гумусовых компонентов. Из гидролаз наиболее широко распространены инвертаза, уреаза, протеаза, фосфатазы. Эти ферменты участвуют в реакциях гидролитического распада высокомолекулярных органических соединений и тем самым играют важную роль в обогащении почвы подвижными и доступными растениям и микроорганизмам питательными веществами.
     На сегодняшний день изучение ферментативной активности почвы очень распространено, так как именно данный анализ позволяет быстро и эффективно оценить экологическое состояние почвы. Известно, что состояние ферментов в почве и их роль в почвообразовании определяется факторами почвообразования. Она свидетельствует об интенсивности и направленности почвообразовательных процессов, изменении почв в результате естественных и антропогенных факторов (Щербакова Т.А., 1979).
     Н.В. Внукова (2003) установила повышение фенолоксидантной активности, фиксируемой полифенолоксидазой и пероксидазой, в нижних малогумусовых горизонтах почв.
     Многолетними исследованиями в нашей стране и за рубежом установлено, что биологические средства защиты и повышения урожайности сельскохозяйственных растений безопасны для человека и животных. В отличие от химических препаратов, многолетнее использование микробиологических средств обеспечивает не только снижение количества возбудителей болезней в почве, но и существенно увеличивает ее плодородие.
     Н.В. Фомина с соавторами (2015) установила, что биопрепараты, особенно «Фитоспорин» оказывают положительное влияние на протеолитическую активность почвы. Биопрепараты («Планриз»; «Фитоспорин», «Гамаир») стимулировали активность уреазы и каталазы почвы.
     Влияние гербицидов на микробиоценоз и ферментативную активность почвы изучали Ким Т.В. и другие (2012), ими было выявлено изменение микробиоценоза почвы при обработке посевов яровой пшеницы гербицидами Секатор Турбо и Гепард Экстра. Установили, что обработка посевов исследуемыми гербицидами способствовала увеличению активности окислительных ферментов (пероксидазы и полифенолоксидазы).
     Таким образом, исследованиями различных авторов установлено, что активность почвенных ферментов может служить дополнительным диагностическим показателем почвенного плодородия и его изменения в результате антропогенного воздействия.
     
     











     II УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
     
     2.1 Характеристика климатических и погодных условий Амурской области в период проведения исследований
     
     Амурская область расположена на юго-западе Дальнего Востока и граничит на западе с Читинской областью, на севере – с Саха-Якутией, на востоке – с Хабаровским краем и на юге – с Китаем.
     Общая площадь территории Амурской области составляет 363,7 тыс. км 2. Рельеф представляет сочетание более или менее обширных равнин и горных хребтов различной высоты. Горы занимают 57,5%, равнины – 42,5% территории. По характеру поверхности горная территория разделяется на 3 геоморфологических района: северо-западный, центральный и восточный. Выделяют 3 крупные равнины: Зейско-Буреинскую, Амуро-Зейскую и Верхне-Зейскую (Зональная система…, 1982; Технологии …, 2011).
     Климат Амурской области формируется под влиянием общей циркуляции атмосферы, континентального полярного, морского полярного тропического воздуха. Их взаимодействие в различное время года формирует особенности климата этой территории, который определяется как муссоный по характеру формирования и континентальный по температурным условиям (Система земледелия…, 2003).
     Зимой с охлажденного материка с северо-западного направления на территорию Приамурья поступает континентальный холодный полярный воздух. Весной и в начале лета из северного Китая сюда вторгаются массы континентального сухого и горячего воздуха, вызывая засуху в южной части Зейско-Буреинской равнины. Летом с востока к юго-востоку перемещается влажный морской полярный и теплый морской тропический воздух с дальневосточных морей и Тихого океана. При их соприкосновении образуется полярный фронт, формируются циклоны. Обильные осадки этих циклонов вызывают переувлажнение территории.
     Особенности циркуляции воздушных масс обусловливают распределение по сезонам тепла и влаги. Зима холодная и малоснежная. Среднемесячная температура воздуха в январе составляет от минус 26,6°С до минус 28,8°С. Минимальная температура может опускаться до минус 40оС. Количество зимних осадков составляет лишь 3-4% от их годовой суммы. Высота снежного покрова колеблется от 12 до 24 см.
     Безморозный период в южной зоне составляет около 130 дней, в центральной зоне 111 – 113 дней, в северной зоне – 92 – 100 дней. Высокое напряжение тепла, обилие света и достаточное количество осадков в течение наиболее теплых месяцев благоприятствуют выращиванию сои.
     Низкие зимние температуры и малая мощность снегового покрова приводят к глубокому промерзанию почв – до 2,5-3,0 м. Сезонная мерзлота в почвенном профиле исчезает только к концу июля. Глубокое и длительное промерзание почв приводит к медленному развитию биологической активности в почве, замедленному течению биохимических процессов минерализации органических веществ, сдерживает нитрификацию, и как следствие в начале вегетации в почве обнаруживается крайне незначительное количество легкодоступных для растений минеральных форм азота. Медленное течение биохимических реакций в почве в данный период усугубляется ранневесенней засухой.
     Весна и осень являются переходными периодами. Амурская область характеризуется неустойчивым гидротермическим режимом муссонного характера. Это проявляется коротким безморозным периодом, поздним возвратом холодов в весенний период, неравномерным распределением тепла и влаги.
     Весна сухая, холодная, с сильными ветрами. Среднесуточные положительные температуры воздуха в южной части области наступают в первой декаде, а в центральной и северной – во второй декаде апреля. Прогревание почвы на глубине 10 см до 5оС наступает в южных районах в начале второй декады, в центральных и северных – в середине- конце второй декады апреля. Количество осадков в марте-мае составляет 56-70 мм, или 11-18 % среднегодового. Весной влажность почвы определяется в основном летне-осенними запасами, обычно они в слое 0-20 см составляют 60-70 мм продуктивной влаги. Отношение осадков к испарению в этот период 0,5-0,6.
     Лето влажное и теплое. Наиболее теплым месяцем является июль. Средняя температура его колеблется по районам области от 16о до 21о, абсолютный максимум температуры достигает 35о…38о, с июля по сентябрь выпадает 300-450 мм осадков, что составляет 70-80% годового количества.
     Осень сухая и теплая. Осадков выпадает немного: 75-90 мм, или 15-20% от годовой нормы. Сумма активных температур воздуха (выше 10о) в южной зоне области составляет 2160-2300оС, центральной – 2050-2160оС, северной – 1860-2060оС.
     Опытное поле Дальневосточного государственного аграрного университета расположено в южной агроклиматической зоне Амурской области. Почва опытного участка ДальневосточногоГАУ представлена в основном (более 60% от площади пашни) наиболее плодородной в Амурской области лугово-черноземовидной различной мощности (Система…, 1997).
     Соя умеренно требовательна к почве. Её можно успешно возделывать на черноземных, каштановых и дерново-подзолистых почвах разного механического состава, а при достаточном количестве питательных веществ – и на песчаных почвах. Непригодны для неё солонцы и солончаки, заболоченные и кислые почвы с рН ниже 5. Оптимальная для сои кислотность – рН 6,0-7,0 (Алиев Д.А., Акперов З.И.,1995; Bruce R.P. et al., 1990).
     По агрохимическим свойствам почва опытного участка характеризуется средне- и слабокислой реакцией среды (рН солевой вытяжки – 4,5-5,2) и в основном не нуждается в известковании. Значительная часть пашни имеет низкое содержание доступных растениям форм фосфора. Содержание доступного растениям калия в почвах опытного участка среднее (8,8 % пашни) и повышенное (91,2 %) (Система…, 1997).
     Почвы опытного участка характеризуются низким содержанием гумуса, в пределах 3,5 – 4,0%; низким содержание подвижного фосфора (P2О5) – 31 мг/кг почвы; высоким содержанием обменного калия (К2О) – 204 мг/кг почвы (табл. 1). Содержание минерального азота (Nмин) в почве в среднем составляет 27,3 мг/кг почвы, представлен в основном аммонийной формой; реакция почвенного раствора слабокислая – рНсол. = 5,1; рНводн. = 6,2.
Таблица 1 – Содержание минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия в пахотном слое почвы 0-20 см, мг/кг почвы, среднее за вегетацию 2015 г.

Тип почвы
Показатели
Лугово-черноземовидная
N-NO3
N-NH4
Nмин
Р2О5
К2О

22,1
5,2
27,3
31
204
     
     По данным гидрометеостанции г. Благовещенска весна 2016 года характеризовалась пониженным температурным фоном и неравномерным распределением осадков. Характерными особенностями весны были: ранний сход снежного покрова c 20-31 марта; резкими колебаниями температуры воздуха в апреле и мае; пониженный температурный режим в мае; ранний переход среднесуточной температуры воздуха через 0°С, 5С?, 10?С; позднее прекращение заморозков в воздухе и на почве, что в пределах среднемноголетней даты и позже на 2-13 дней. В отдельных районах раньше среднемноголетней даты на 2-5 дней; Низкая относительная влажность воздуха в апреле, мае (менее 30%) (Агрометеорологический обзор…, 2016).
     Май был с пониженным температурным фоном и неравномерным распределением осадков. Все три декады мая были в пределах климатической нормы и ниже на 1-2?С, в этот период среднедекадные температуры воздуха варьировались от 5 до 15?С тепла. Количество осадков, выпавших за май составила 51 мм, при климатической норме – 42 мм.
     В третьей декаде мая сохранялся неустойчивый температурный режим. Вся декада характеризовалась резкими колебаниями температуры воздуха. Среднедекадная температура воздуха составила 14,5?С тепла, что соответствует климатической норме. Устойчивый переход среднесуточной температуры воздуха через 15°C в сторону повышения произошел 26 мая, что раньше среднемноголетней на 3 дня. Максимальные температуры воздуха повышались в теплые дни (27, 28 мая) до 25°С тепла. Минимальные температуры воздуха в понижались до 2°С. Осадков за третью декаду мая выпало 4 мм – это в 4 раза ниже среднемноголетней нормы.
     Летний период 2016 года характеризовался довольно высоким температурным режимом и относительным дефицитом осадков. Средняя температура воздуха за летний период составила 24°С тепла, что выше климатической нормы на 2°С. Сумма активных температур за летний период составила 2050оС, что на 48оС больше среднемноголетней. Осадки за летний период по территории области распределялись неравномерно и с разной интенсивностью, носили ливневой характер, сопровождались грозами. Максимальное количество осадков выпало во второй декаде августа, и составила 49 мм. Общая сумма осадков за летний период составила 184 мм – это 53% климатической нормы (Агрометеорологический обзор…, 2016).
     

Рисунок 1 – Агрометеорологические условия вегетационного периода 2016 г.
(по данным ГМС г. Благовещенска)
     
     Характерной особенностью этого лета явилось: пониженный температурный фон в начале и в конце июня, в начале июля. Очень высокий температурный режим в августе. Засушливые, суховейные условия в отдельные периоды, почвенная засуха в течение июня, первой и второй декады июля.
     Июнь характеризовался неустойчивым температурным режимом и неравномерным распределением осадков. В первой декаде июня среднедекадные температуры воздуха были ниже климатической нормы на 1°С. Вторая декада июня была с повышенным температурным фоном на 3?С. В третьей декаде июня среднедекадные температуры воздуха были в пределах климатической нормы. В г. Благовещенске 19, 20, 21 июня наблюдались «суховейные условия» не достигшие опасного агрометеорологического явления. Складываются засушливые условия для развития сои. Среднемесячная температура воздуха составила 19,7?С тепла, выше климатической нормы на 1?С. Количество осадков в июне составило 20 мм, это 22% от среднемноголетних значений.
     Июль характеризовался неравномерным ходом температурного режима. Среднесуточные температуры воздуха варьировались от 13 до 27°С тепла. Среднемесячная температура воздуха составила по территории области 22,5°С, что выше климатической нормы на 1°С. Максимальная температура воздуха в течение 21-29 дней повышалась до 25°С и выше, и в течение 5-14 дней выше 30°С. Минимальная температура воздуха понижались до 10-14°С. В течение месяца дожди были кратковременными, ливневыми и локальными. По территории области они распределялись неравномерно, местами создавались засушливые условия. Месячная сумма осадков составила 79 мм - это 64% климатической нормы.
     Август характеризовался повышенным температурным режимом. Первая декада августа превышала климатическую норму на 2?С, вторая и третья декада августа на 4?С. Среднемесячная температура воздуха составила 22?С, что на 3?С выше климатической нормы. Сумма выпавших осадков за месяц составила 79 мм, что ниже климатической нормы на 46 мм.
     Осень 2016 года характеризовалась в целом повышенным температурным режимом, с резкими перепадами температур и неравномерным распределением осадков. Переход среднесуточной температуры воздуха через +15?С осуществился 4 сентября.
     Сентябрь характеризовался неустойчивым температурным режимом. Первая декада сентября была в пределах климатической нормы. Вторая и третья декады сентября с повышенным температурным фоном на 3,7-4,5°С. Осадки выпадали в каждой декаде неравномерно. В первой декаде сентября сумма осадков составила 5 мм, во второй декаде 15 мм, в третьей – 45 мм. Сумма осадков за месяц составила 66 мм – это 90% климатической нормы. Сумма активных температур за вегетационный период составила 2557оС, что выше среднемноголетних на 86оС (Агрометеорологический обзор..., 2016).
     В целом агрометеорологические условия для проведения уборочных работ и развития зернобобовых культур были благоприятными. Созревание сои проходило при достаточной влагообеспеченности и теплом.
     
     2.2 Объект исследования

     Объектами исследования служили сорт культурной сои (Glycine max (L.) Merrill) Соер 4 и луговая черноземовидная почва.
     Выращиваемые на Дальнем Востоке сорта сои относятся к маньчжурскому подвиду. Они имеют толстый прямой стебель кустовой формы высотой до 1 м, с крупными тройчатыми листьями и сильным опушением всего растения рыжего цвета. Листья узколистной или широкоовальной формы. Цветки фиолетовые или белые, очень мелкие. Семена овальные или шаровидные. Вес 1000 зерен – 110-250 г (Щегорец О.В., 2002).
     Сорт Соер 4 создан на Ершовской опытной станции орошаемого земледелия НИИСХ Юго-Востока, выведен путем гибридизации с последующим отбором, относится к апробационной группе hybrida Enk. Авторы сорта: Подкина Д. В., Мордвинцев М. П., Соколов С. М., Визнер В. С. Включен в Госреестр по Центрально-Черноземному, Средневолжскому, Нижневолжскому, Уральскому, Дальневосточному регионам с 1997 года. Подсемядольное колено с антоциановой окраской, листочки овально-удлиненные, средней длины и ширины, темно-зеленые, кончик заостренный. Облиственность слабая. Стебель зеленый, слабоограниченный, междоузлия короткие, опушение рыжие, редкое. Цветок фиолетовый. Форма боба прямая до слабоизогнутой, верхушка заостренная, окраска желто-бурая, опушение редкое. Семя овальное, желтое, без пигментации, средней крупности. Рубчик овальный. Масса 1000 семян 130-174 г. Содержание белка до 40,9%, жира до 20,2%. Сорт скороспелый, продолжительность вегетационного периода 98-102 дней. Урожайность семян в регионе 12,1 – 17,7 ц/га (Тихончук П.В., 2010).
     Семена обрабатывали пестицидами Максим, Агростимул, Фитоспорин, Стимулайф. Максим – фунгицид для предпосевной обработки клубней семенного картофеля, семян зерновых колосовых и других культур против патогенов, передающихся через семена и почву.
     АгроСтимул – высокоэффективный биологический стимулятор роста и развития растений для обработки зерновых, овощных, технических, цветочных и декоративных культур. Дигидрокверцетин – вещество природного происхождения, относится к группе биофлавоноидов, веществ, отвечающих за иммунитет, стрессоустойчивость, а также за прорастание семян и ростовые процессы растений. Способствует активации биохимических механизмов, отвечающих за устойчивость к неблагоприятным фактором внешней среды, грибным и бактериальным заболеваниям.
     Преимуществ препарата: способствует увеличению энергии прорастания семян и интенсивности развития корневой системы; повышает устойчивость культур к различным стрессам (недостаток влаги, заморозки, механические повреждения, обработка гербицидами и др.); сдерживает развитие некоторых грибковых и бактериальных инфекций; способствует ускорению созревания и наступления биологической и технологической зрелости; увеличивает урожайность и качество продукции (Государственный каталог…, 2014).
     Фитоспорин-М – фунгицид на основе природной бактериальной культуры. Препарат применяют при следующих заболеваниях растений: парша, гнили всходов и корней, фузариоза, бурой ржавчины, черной ножки, а также против увядания, мучнистой росы, септориоза, фитофтороза и многих прочих заболеваний (Государственный каталог…, 2014).
     Стимулайф – органоминеральное удобрение. Препарат предназначен для предпосевной обработки семян, посадочного материала, подкормки в период вегетации для всех сельскохозяйственных и декоративных культур (Государственный каталог…, 2014).
     2.3 Методика проведения исследований
     
     При проведении исследований были использованы полевой и лабораторный методы. Полевые опыты были заложены на опытном поле ФГБОУ ВО Дальневосточного ГАУ (с. Грибское, Благовещенский район). Закладка опытов осуществлялась в соответствии с общепринятыми требованиями, изложенными в «Методике полевого опыта» (Доспехов Б.А., 1985). Фенологические наблюдения за ростом сои проводили по методике госсортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989).
     Площадь делянки 47,25 м2, ширина междурядей 45 см, длина рядка 5 м, площадь питания одного растения 5х45 см. Повторность 4-кратная, расположение делянок рендомизированное.
     Схема опыта:
     1. Контроль (обработка водой) (10л/т)
     2. Максим (1,5л/т)
     3. Агростимул (20л/т)
     4. Фитоспорин (1,0л/т)
     5. Стимулайф (0,05л/т)
     С целью выявления влияния фунгицидов на ферментативную активность почвы в соевом агроценозе отбирали почвенные образцы по четырем фазам развития сои. Отбор проводили в пяти точках делянки с глубины 0-20 см почвенным буром БП-25-15 с диаметром 1 см.
     Для анализов почву тщательно очищают от корней и других растительных остатков и прочих включений, высушенные пробы растирают и просеивают через сито с диаметром отверстий 2 мм. Почвенные образцы были высушены до воздушно-сухого состояния и пропущены через сито с отверстиями 1 мм.
     Активность каталазы в почве определяли методом Джонсона и Темпле (Хазиев Ф.Х., 2005). Методы определения каталазной активности основан на измерении скорости распада перекиси водорода при взаимодействии её с почвой по объему выделяющегося кислорода или по количеству неразложившейся перекиси, которое определяют перманганатометрическим титрованием.
     Во всех случаях показатели ферментативной активности переводят на вес воздушно-сухой или абсолютно сухой почвы и обязательно указывают, какие образцы почвы (сухие или естественно-влажные) проанализированы.
     В лабораторных условиях проводили определение активности каталазы и пероксидазы в растительных объектах (семена, листья сои).
     Навеску биологического материала (1 г) гомогенизировали в фарфоровой ступке при температуре 4оС с ацетатным буфером в течение 15 мин. Полученный экстракт центрифугировали в течение 15 мин при 3 тыс. об/мин. Осадок отбрасывали, а надосадочную жидкость фильтровали через слой капроновой ткани для удаления липидной пленки и использовали для дальнейшего анализа.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     III РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

     3.1 Влияние химических и биологических препаратов на пероксидазную и каталазную активность почвы по фазам развития сои
     
     Проведенные биохимические исследования лугово-черноземовидной почвы подтвердили факт изменения ферментативной активности почвы по фазам развития сои и под влиянием химических и биологических препаратов.
     Пероксидазе в почвах принадлежит основная роль в процессах гумусообразования. Пероксидаза катализирует окисление полифенолов в присутствии перекиси водорода или органических перекисей. При этом её роль состоит в активировании перекиси водорода или органических перекисей, поскольку они обладают слабым окисляющим действием на фенолы. Далее может происходить конденсация хинонов с аминокислотами и пептидами с образованием первичной молекулы гуминовой кислоты, которая в дальнейшем способна усложняться за счет повторных конденсаций.
     Анализ результатов исследования представлен в таблице 1, установили, что обработка семян сои исследуемыми препаратами способствовала увеличению активности пероксидазы почвы в фазе третьего тройчатого листа в вриантах с обработкой биологическими препаратами Агростимул и Стимулайф, по сравнению с контролем.
     Самая высокая активность пероксидазы отмечена в фазе цветения при обработке семян химическим препаратом Максим. В варианте с обработкой семян препаратом Стимулайф активность не изменяется, а в вариантах с препаратами Фитоспорин и Агростимул активность снижается.
     В фазе образования бобов наблюдается значительное снижение пероксидазной активности почвы в агроценозе сои во всех вариантах, в том числе и контроле. При созревании семян сои достоверных отличий пероксидазной активности почвы от контроля не наблюдалось во всех вариантах опыта.
Таблица 1 – Активность пероксидазы в почве по фазам развития сои, в мл I2 на 1 г почвы
Варианты опыта
До посева
Фенологическая фаза


3-й тройчатый лист
цветение
бобообра-зование
созревание
Контроль



34,5

31,0
36,0
3,0
11,0
Максим

32,5
40,0
1,0
11,0
Фитоспорин

29,5
25,5
7,5
10,5
Агростимул

36,5
29,5
5,5
9,5
Стимулайф

35,5
35,5
9,5
11,0

     Одним из важнейших факторов, регулирующих активность каталазы в почве, является органическое вещество почвы, в том числе его специфическая часть – гумус (Абрамян С.А., 1992). Высокогумусные почвы обладают более высокой ферментативной активностью (Улигова Т.С., Хежева Ф.В., 2009). 
     В результате проведенных экспериментальных исследований была определена каталазная активность черноземовидной почвы в посевах сои при применении химических и биологических препаратов (табл. 2). 
     Самая высокая каталазная активность почвы отмечена в вариантах с применением биопрепаратов Фитоспорин и Стимулайф (фаза третьего тройчатого листа и цветения). По мере роста и развития растений наблюдается снижение активности каталазы 
     
     
     
Таблица 2 – Активность каталазы в почве по фазам развития сои, в см3 О2 на 1 г почвы за 1 мин
Варианты опыта
До посева
Фенологическая фаза


3-й тройчатый лист
цветение
бобообра-зование
созревание
Контроль



0,157

0,246
0,269
0,134
0,134
Максим

0,179
0,146
0,146
0,146
Фитоспорин

0,291
0,302
0,134
0,134
Агростимул

0,246
0,168
0,168
0,157
Стимулайф

0,280
0,314
0,134
0,179

     Таким образом, обработка семян сои химическими и биологическими препаратами оказывает влияние на биохимические процессы в почве и отражается на активности пероксидазы и каталазы.
     

     3.2 Влияние химических и биологических препаратов на активность пероксидазы и каталазы в растительных объектах (семена, листья сои)
     
     Обработка семян сои фунгицидами приводит к изменению удельной активности пероксидазы и каталазы в растениях сои. Активность ферментов определяли в семенах сои сразу после обработки, в листьях по фазам развития сои. Результаты определения активности пероксидазы и каталазы в семенах и листьях по фазам развития сои представлены в таблицах 3 и 4.
     
     
     
Таблица 3 – Активность пероксидазы в семенах и листьях по фазам развития сои, ед/мг белка х 10-3

Вариант опыта
После обработки семян
3-й тройчатый лист 
Бобообразование
Контроль
11,6
8,77
9,74
Максим
2,0
7,85
7,59
Агростимул
13,2
8,45
8,32
Фитоспорин
38,2
8,68
1,32
Стимулайф
18,3
8,67
0,56

Таблица 4 – Активность каталазы в семенах и листьях по фазам развития сои, ед/мг белка х 10-4
Вариант опыта
После обработки семян
3-й тройчатый лист
цветение
бобообразование
Контроль
1,1
3,5
4,9
5,5
Максим
2,1
6,3
3,2
5,6
Агростимул
1,4
7,8
3,5
5,5
Фитоспорин
8,5
8,2
3,9
9,0
Стимулайф
16,0
5,3
8,8
9,9
     
     В фазе цветения активность каталазы повышается в листьях сои обработанных Стимулайфом. В фазе цветения у растений повышается интенсивность обмена веществ, усиливается процесс дыхания, увеличивается количество выделяющейся перекиси водорода. Ниже всего она была в листьях растений, выращенных из семян обработанных Максим. 

3.4 Структура и величина урожайности сои в зависимости от обработки семян
     
     С целью выявления зависимости влияния препаратов на продуктивность сои был проведен структурный анализ её составляющих. Число бобов и семян на растении являются одними из самых важных показателей, определяющих урожайность сои. Анализ полученных данных показал, что только два варианта достоверно превзошли контроль по количеству массы семян на 1 растении - Стимулайф и Агростимул (22,8 и 14,66). Масса 1000 семян бала самой высокой в варианте с обработкой семян препаратом Стимулайф .......................