Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы (стр. 11 )

В наших исследованиях проводилась оценка важнейших показателей качества зерна селекционных линий полученных на основе сортов яровой мягкой пшеницы Тулайковская 10, Фитон-4/2 и Юго-Восточная-4. Установлено, что содержание сырой клейковины у изучаемых линий колебалось от 25,4 до 58,3%; качество сырой клейковины – от 52,5 до 99,0 у. е. прибора ИДК-1, растяжимость – от 11 до 25 единиц альвеографа.

В современных условиях недостатка средств на удобрения и препараты защиты растений для получения стабильных урожаев высококачественного зерна яровой пшеницы необходимо идти по пути совершенствования беззатратных приемов зональной технологии. Ведущими агротехническими приемами для засушливой зоны Поволжья является способ посева и норма высева, так как они позволяют сформировать оптимальное количество растений на единице площади для рационального использования ограниченных запасов влаги и питательных веществ. Вопрос установления оптимальной густоты стояния растений в посевах яровой пшеницы для условий нашей зоны до настоящего времени окончательно не решен. Тем более, что в ресурсосберегающих технологиях все большее распространение получает стерневой посев сеялкой СЗС-2,1 и ленточно-разбросной посев агрегатом АУП-18.05.

В наших исследованиях в степном Поволжье наиболее оптимальное размещение растений яровой пшеницы достигалось применением ленточно-разбросного посева агрегатом АУП-18.05 с нормами высева различных сортов от 3,5 до 5,0 млн. всхожих семян на 1 га. При этом за счет улучшения структуры пшеничных агроценозов урожайность зерна у сорта Краснокутка 10 при ленточно-разбросном посеве по сравнению с рядовым повысилась на 0,35 т/га, а у сорта Юго-Восточная 4 – на 0,32 т/га.

УДК 579.6

ИЗУЧЕНИЕ СПОСОБОВ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ШТАММА БАКТЕРИИ BTILIS 26D В ГАЗО-ВИХРЕВОМ БИОРЕАКТОРЕ

, ,

ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»

В современном мире внедрение «экологически чистых» технологий является одним из факторов, определяющих будущее человечества. Создание таких технологий базируется на моделировании биологических процессов в зависимости от решаемых задач. Этот путь оптимален для решения проблем сельского хозяйства, в частности, для повышения продуктивности культурных растений и защиты их от вредных объектов. Определенные успехи в этом направлении достигнуты при применении микроорганизмов, с которыми растения взаимодействуют в естественных условиях. Эффективными являются биопрепараты на основе различных эндофитов – бактерий и грибов, живущих внутри растений, не нанося им вреда. В России широкое распространение получил комплексный биопрепарат фитоспорин-М, главным действующим «веществом» которого является эндофитный штамм бактерии Bacillus subtilis 26D. При производстве данного биопрепарата перспективными могут оказаться газо-вихревые биореакторы. Их основными преимуществами являются незначительная степень повреждения клеток и низкое потребление электроэнергии по сравнению с промышленными ферментерами предыдущего поколения. Однако основные параметры культивирования указанного штамма btilis в таком биореакторе детально не изучены. В связи с этим целью нашей работы было определение влияния способов подачи воздуха в питательную среду и скорости аэрации культуры на рост и спорообразование бактерий в условиях глубинного периодического культивирования в газо-вихревом биореакторе.

При проведении экспериментов мы использовали лабораторный газо-вихревой биореактор «БИОК» с максимальным объемом загрузки 5 литров. Посевным материалом служила суточная культура btilis 26D, смытая с матраса стерильным физраствором. Все эксперименты проводились в режиме периодического глубинного культивирования при постоянном перемешивании и аэрации. На данном этапе нами исследовано влияние способов и скорости подачи воздуха в среду культивирования.

Для определения оптимального значения скорости аэрации питательной среды был проведен ряд культивирований при различных режимах подачи воздуха в среду. При заполнении питательной средой рабочего объема биореактора на 70% (3,5 литра) значения скорости аэрации в пяти последовательно проведенных культивированиях составляли 2,0; 3,5; 4,0; 5,0; 5,5 л/мин. В результате исследований оказалось, что наивысшая скорость роста штамма проявилась при подаче кислорода в среду в объеме 2,0-5,0 л/мин. При подаче кислорода
5,5 л/мин на 3,5 литра питательной среды скорость роста бактерий замедлялась. Самую высокую концентрацию бактериальных клеток в среде на последней стадии культивирования удалось достичь при подаче кислорода в объеме 3,5-4,0 л/мин. Максимальная концентрация бактериальных клеток в культуре составила 26,0х109 кл./мл. Исследование морфологических особенностей бактериальных клеток в течение процесса культивирования показало, что наименьшее количество поврежденных и лизированных клеток в процессе культивирования отмечается при подаче кислорода от 3,5 до 5,0 л/мин. 95-99% спор отмечали при подаче воздуха 4,0 л/мин.

Конструкция биореактора «БИОК» предусматривает три способа подачи воздуха в культуру: через барботер из нижней части реактора, через крышку реактора сверху, с обеих сторон одновременно. Также в комплекте к реактору производители поставляют поплавковую шайбу, которая используется при культивировании некоторых видов микроорганизмов. Мы исследовали влияние различных способов подачи кислорода и использования поплавковой шайбы на скорость роста и конечную концентрацию клеток в культуре, а также на степень спорообразования btilis 26D. Объем среды в реакторе составлял 3,5 л. Результаты эксперимента показали, что верхняя или комбинированная аэрация не позволяют довести процесс культивирования до 80-100% спорообразования. В каждом культивировании отмечали большое количество лизированных и поврежденных клеток на ранних этапах культивирования. При подаче воздуха снизу наблюдали спорообразование в количестве не менее 95%. Результаты эксперимента с поплавковой шайбой продемонстрировали низкую эффективность культивирования бактерий.

Таким образом, оптимальным способом аэрации культуры является подача воздуха в количестве 1-1,2 литра кислорода в минуту на 1 л питательной среды через барботер в нижней части реактора, при этом использование поплавковой шайбы для стабилизации вращения питательной среды не допустимо.

УДК 631.95

ОТБОР СИМБИОТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ЛИНИЙ ФАСОЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ (PHASEOLUS VULGARIS L.) СОРТА ЭЛЬЗА

, ГОУ ВПО «Башкирский ГУ»

Усиление роли биологического азота в агроценозах возможно не только за счет селекции высокоактивных микроорганизмов-азотфиксаторов, но и путем отбора сортов и линий макросимбионта, отзывчивых на симбиоз с клубеньковыми бактериями.

В течение 2003-2007 гг. в различных почвенно-экологических условиях (12 опытов) были изучены продуктивность и симбиотическая активность (клубенькообразование) четырех сортов фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.): Горналь, Уфимская, Золотистая, Эльза. Районированные сорта Горналь, Уфимская, Золотистая характеризовались урожайностью от 18,7 до 22 ц/га. Наиболее продуктивным оказался сорт Уфимская. Относительно позднеспелый сорт Эльза отличался образованием большего количества зерен на одно растение, однако имел невысокую урожайность из-за плохого налива зерна. Но этот сорт заинтересовал нас более высокой клубенькообразующей способностью и наименьшим коэффициентом вариации (18,4%) клубенькообразования в разные годы. Перспективным по симбиотической активности, с нашей точки зрения, являлся также сорт Золотистая, показавший в отличие других сортов редко встречающуюся отрицательную асимметрию и нормальное распределение признака количества клубеньков. По этому признаку в большинстве опытов у растений разных сортов преобладала правосторонняя асимметрия (As>0). Это совпадает с наблюдениями других исследователей: большинство растений в популяциях изученных сортов имеют низкие значения азотфиксирующей активности и числа клубеньков и это связывается с отсутствием направленной селекции растений по этим признакам. По нашим данным, сорт Золотистая может служить моделью оптимизации отношений макросимбионта с почвенным ризобиальным сообществом при формировании эффективного симбиоза.

В опыте 2006 у растений сорта Эльза была обнаружена весьма высокая асимметрия распределения признака клубенькообразования (1000%), что объясняется наличием в выборке (n=61) одного растения, которое сформировало стебель длиною более 5 метров (по сравнению со средним значением 0,6 м) и образовало более 130 клубеньков.
Возможно, что данное растение является гибридом со стелющейся формой фасоли. Семена с этого растения (Л20) были отобраны нами для изучения признака высокой клубенькообразующей способности и недетерминированого роста. Кроме того, в этой сортопопуляции были выделены линии с высокой продуктивностью (Л42, Л44, Л52). Характеристики клубенькообразования и продуктивности этих линий были испытаны во втором поколении в опыте 2007 г.

Высокорослая линия Л20 во втором поколении снизила высоту
до 0,5-1,5м. Количество клубеньков при этом сохранилось высоким (262%), но продуктивность осталась на уровне контроля (сорт). Эта линия представляет интерес с точки зрения изучения генетических и биохимических механизмов обеспечения высокой клубенькообразующей способности растений.

Из трех наиболее продуктивных растений линии Л44 и Л42 во втором поколении дали высокую прибавку урожая (150% и 128% к контролю). При этом клубенькообразование обеих линий было близко к общесортовому значению, но в 2-3 раза превышало количество клубеньков родительских форм. Нормальное и близкое к нормальному распределению признака продуктивности у обеих линий свидетельствует о сбалансированности генотипов и может служить важным фактором повышения продуктивности сорта в целом.

УДК 631.416.9/.417.2

БАЛАНС ЭЛЕМЕНТОВ ПИТАНИЯ И ГУМУСА В СЕВООБОРОТЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ

, ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»

Баланс питательных элементов растений есть математическое выражение их круговорота в земледелии, народном хозяйстве и биосфере. Исследования в этом направлении – одна из ведущих проблем агрономической химии и общей проблемы регулирования обмена веществ между человеком и природой, которая в настоящее время приобретает первостепенное значение.