Влияние электрохимически активированной воды на метаболизм семян Пасько Ольга Анатольевна Изучение биологических свойств электрохимически активированной воды (ЭХАВ) началось в 1965 году [1] Было показано, что предпосевная обработка семян огурца повышает посевные, урожайные качества, иммунитет растений, а также улучшает качество продукции. В дальнейшем эффективность ЭХАВ была подтверждена на кукурузе, гречихе, просе, подсолнечнике, овсе, пшенице, ячмене, перце сладком, томате, редисе, салате, луке и капусте [2-4]. Большие перспективы открыло применение ЭХАВ в лекарственном растениеводстве для обработки семян с глубоким органическим покоем [5]. Используя этот способ, можно вырастить растения из семян, срок хранения которых истек или период прорастания не соответствует вегетационному периоду данного вида в данных условиях. К примеру, для семян женьшеня отмечено увеличение энергии прорастания и всхожести в 2-4 раза, снижение поражения болезнями до нуля и сокращение периода прорастания семян на полмесяца. Анолит (модификация ЭХАВ) эффективно используется для мелиорации солонцов [6], что исключает транспортировку кислот к обрабатываемым площадям и повышает эффективность влияния поливной воды на почву [7]. Имеются сведения о том, что дискретный чередующийся полив католитом и анолитом сокращает расход воды до 10 %, а также вынос минеральных веществ на 20 % [8]. Применение анолита в 500 раз дешевле, чем зарубежных и отечественных консервантов. Он обеспечивает 98 %-ю сохранность силоса при повышении питательных свойств на 7-12 %; 93-98 %-ю сохранность овощей, плодов и ягод в течение 5-7 месяцев - [9]. Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности применения ЭХАВ в сельском хозяйстве [10-12], но механизм ее влияния на биологические объекты в литературе практически не описан [13-14]. Поэтому нами был спланирован и проведен комплекс экспериментов, интенсивности позволяющий метаболических сделать процессов, выводы происходящих о в направленности семенах во и время прорастания после обработки ЭХАВ. Методика исследований Электролиз воды осуществляли в диафрагменном электролизере. Применяли плоские графитовый анод и титановый катод и нейтральную (брезентовую) диафрагму (рис.1) Рис. 1. Устройство электролизера: 1 - корпус; 2 - анод; 3 - катод; 4 - диафрагма; 5 и 6 индуктивные катушки); 7 и 8 - вводы переменного напряжения; 9 - однофазный выпрямитель с входными клеммами 10 и 11 переменного напряжения (первая соединена с вводом 8, а вторая - со свободным концом индуктивной катушки 6 и двумя выходными клеммами 12 и 13 пульсирующего однополярного напряжения; предохранитель 14; выключатель и два вентиля 16 и 17, через которые производят слив католита и анолита. При проведении электролиза на электроды подавали постоянное напряжение 200 В. Для получения смеси католита и анолита, (в дальнейшем - «смесь»), являющейся наиболее эффективной модификацией, свежеприготовленные растворы смешивали в соотношении 50:50 об. % [10, 13]. рН и Eh измеряли на рН-метр-милливольтметре рН-673 с помощью точечного платинового ЭПВ-1 и хлорсеребряного ЭВЛ-1МЗ электродов. Содержание растворенного кислорода определяли с помощью кислородомера КЛ-N5, а диоксида углерода, ионов СО32-, НСО3-, Cl-, Mg2+, а также общую жесткость воды – методами объемного анализа. Концентрацию Cl2, SO42- устанавливали турбидиметрически, а H2S, NO3-, NO2-, Fe2+, Fe3+ – колориметрически [15]. Все измерения проводили в четырех сериях по восемь повторностей в каждой. В качестве модельного объекта исследований использовали семена амаранта хвостатого. Их обрабатывали в течение 10 часов в водопроводной воде (контроль) и католитом, анолитом и смесью (время было выбрано по итогам предварительных испытаний). В Количественное трехдневных содержание проростках гормона изучали определяли, цитокининовую исходя из активность. пропорциональной зависимости между содержанием веществ с цитокининовой активностью и биосинтезом бета-цианинов в экстракте растительных тканей [16]. Концентрацию амарантина устанавливали спектрофотометрически [17]. В проростках также изучали содержание субстратов: малата, лактата и пирувата спектрофотометрически [18], активность дыхательных ферментов НАД-Н и НАДФ-Низоцитратдегидрогеназы (НАД-Н-ИДГ и НАДФ-Н-ИДГ), НАД-малатдегидрогеназы (НАД-МДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (ГФДГ) и алкогольдегидрогеназы (АДГ) спектрофотометрически, по изменению уровня НАД/НАДФ-Н [20]. Устанавливали также концентрацию сахаров и растворимых белков [16]. Изучали влияние ЭХАВ на силу роста семян. Их обрабатывали смесью, а затем проращивали в увлажненных рулонах, состоящих из трех полос фильтровальной бумаги размером 20х100 см2 [20-21]. Две полосы использовали в качестве ложа, третьей семена накрывали сверху. Рулоны с семенами ставили в сосуды с небольшим количеством дистиллированной воды, которые помещали в термостат (t = 20°). Проращивание вели в темноте в течение 7 дней. Затем рулоны разворачивали и проводили балльную оценку проростков по степени их развития. Силу роста семян определяли по отношению числа сильных проростков (оценка - 4 и 5 баллов) к общему числу семян, всхожесть - по среднему арифметическому значению из четырех проб семян по 100 штук в каждой (при расхождении показателей, не превышающих + 5% ). Результаты Сравнительный анализ физико-химических параметров различных модификаций ЭХАВ показал, что в процессе обработки в воде происходят глубокие изменения (табл. 1). Таблица 1 - Физико-химические показатели ЭХАВ №№ Модификация воды рН Eh,мВ Содержание, мг/л п/п НСО 3 СО 32 СО2 O2 O2/СO2 1 Водопроводная 6,8 +200 5,2 – 2,64 9,24 3,8 3 Католит 10,4 –860 – 1,9 – 6,83 – 4 Анолит 3,1 +420 0,6 5,6 5,28 12,45 2,4 5 Смесь католита и анолита 1:1 6,8 –200 2,0 – 2,60 9,71 3,7 Величина рН растворов изменялась в пределах от 3,1 до 10,4, величина Eh – от + 420 до – 860 мВ. В соответствии с этим менялись форма и количество углекислоты: в католите исчезал свободный диоксид углерода при максимальном подъеме содержания гидрокарбонатных ионов. В анолите концентрация СО2 увеличивалась почти вдвое, а НСО 3 снижалась до минимума. Существенно возрастало содержание SО42- и Сl-. В католите НСО 3 исчезал полностью, зато появлялся СО2. Концентрация Сl-, SO42-, Ca2+, NO3-, Мg2+ заметно снижалась. В начале набухания семян достоверные отличия по скорости водопоглощения в разных вариантах опыта отсутствовали. Они выявлялись, начиная с 18-ти часовой экспозиции. В вариантах с католитом и смесью было отмечено усиление клеточного деления, коррелирующее с уровнем цитокининов; в варианте с анолитом – снижение этих параметров. Установлено повышение содержания ауксинов в проростках после обработки семян католитом и смесью и их снижение – после обработки анолитом (табл. 2, рис. 2 ). Таблица 2. Содержание метаболитов в наклюнувшихся семенах амаранта хвостатого после их обработки ЭХАВ Модификация воды Контроль Католит Анолит Смесь Растворимый белок, мг/г сырой массы 7,76 ±0,1 7,8 ±0,2 7,3 ±0,1 8,3 ±0,2 Сахароза, мкг/мл 4,3 ±0,1 8,5 ±0.2* 3,8±0.1 Редуцирующие сахара, мкг/мл 16,5 ±0,4 21,1± 0,5* 15,2 ± 0,4* 27,0 ±0,5* Малат, мкмоль/г сырой массы 0,2 ±0,1 0,7 ±0,1 Лактат, мкмоль/г сырой массы 0,3 ±0,1 0,6 ±0,1* 0,2 ±0,1 0,6 ±0,2* Пируват, мкмоль/г сырой массы 0,8 ±0,2 1,0 ±0,2* 1,0±0,1* 0,6 ±0,2 0,2 ±0,1 8,6 ±0,1* следы * Различия достоверны Изучение содержания растворимых белков, сахарозы и редуцирующих сахаров выявило усиление протеолитического и гидролитического распада в вариантах со смесью и католитом и относительное снижение в варианте с анолитом. В варианте со смесью наблюдали повышенное содержание редуцирующих cахаров, растворимого белка, лактата и пониженное содержание малата и пирувата. В вариантах с водой и анолитом наблюдали близкое содержание малата и лактата и значительное расхождение по пирувату. Во всех вариантах с ЭХАВ фиксировали достоверное снижение активности НАДИДГ и НАД-МДГ. Максимальным показатель был в варианте со смесью: с 784,5 до 711,6 мЕ/г сырой массы - у НАД-ИДГ и с 57,0 до 19,7 мЕ/г сырой массы у НАД-МДГ. Активность НАДФ-ИДГ практически не изменялась, в то время, как активность НАД-НАДГ возрастала более, чем в три раза. Судя по усилению активности НАДФ-ГФДГ, в вариантах с католитом и смесью запускался ОПФП. В варианте со смесью включались конечные этапы спиртового брожения, на что указывал рост активности НАДН-АДГ. Содержание ключевых метаболитов менялось в соответствии с активностью ферментов, контролирующих их обмен (табл. 2). 1900 160 140 120 100 80 60 40 20 0 в 1800 1700 к 1600 а 1500 1400 с 1300 Число клеток в проростке, шт. в к а с Уровень цитокининов, % к контролю с свободные ауксины а к связанные ауксины в 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Рис. 2. Влияние ЭХАВ на число клеток и уровень гормонов в проростках амаранта хвостатого. В – водопроводная вода (контроль), к – католит, а – анолит, с – смесь Различные модификации ЭХАВ по-разному влияли на развитие проростов. Максимальные сила роста и энергия прорастания были отмечены в варианте со смесью, минимальные - с анолитом (табл. 3). Таблица 3 - Влияние предпосевной обработки смеси католита и анолита на силу роста семян амаранта хвостатого Вариант Критерии оценки проростков 5 4 3 2 1 0 Lk* 40-50 30-40 20-30 10-20 0-10 0 Lr 30-40 20-30 10-20 5-10 0-5 0 Число проростков в пробе, в %, оцененных баллом Вариант 5 4 3 2 1 Сила роста, % контроль 3 4 9 16 11 7 смесь 2 8 26 22 12 10 контроль 4 16 38 16 2 20 смесь 11 43 31 11 0 54 *Примечание: Критерии оценки проростков: Lk – длина корешка; Lr – длина ростка; оценки 1 и 2 характеризуют слабые проростки, 3 – средние, 4 и 5 – сильные Обсуждение На основании результатов наших исследований, а также литературных данных [2224], механизм воздействия ЭХАВ на метаболические процессы в семенах можно представить следующим образом (рис. 3). Католит, имея выраженную щелочную реакцию и Eh, равный –800 мВ, обладает восстановительными свойствами и при взаимодействии с биологическими молекулами выступает в качестве донора электронов. Анолит, имея кислую реакцию и Eh, равный +300 мВ, проявляет окислительные свойства. При обработке тканей анолитом электрический потенциал на их внешней стороне возрастает, а при обработке католитом или смесью католита и анолита снижается. Анолит при контакте с клеточной мембраной порождает протон-движущую силу (ПДС), направленную внутрь клеток, а католит и смесь католита и анолита – противоположного направления. Механизм деления клеток запускает ферменты, встроенные во внешнюю мембрану, если протон-движущая сила (ПДС) направлена из клетки наружу и превышает пороговое значение. При противоположном направлении ПДС наступает инактивация ферментов и снижение уровня жизнедеятельности клеток. В первые часы после контакта семян с водой ее поступление внутрь ограничено семенной кожурой. В процессе гидрофилизации последней происходит ускорение транспорта католита и смеси в клетки и их гидратация. Это индуцирует реактивацию растворимых ферментов, присутствующих в семенах в неактивной форме, и запуск соответствующих биохимических процессов. В достаточно оводненных тканях крахмал, накопленный в виде гранул, превращается в растворимые моно- и дисахариды, которые интенсивно окисляются в процессе дыхания с образованием широкого спектра метаболитов и выделением энергии. В качестве дополнительного источника энергии в семенах амаранта хвостатого используются белки, содержание которых достигает от 13 до 21 % сухой массы [25]. До появления корешка в тканях семени имеют место гипоксия и анаэробное дыхание. В норме анаэробное дыхание происходит и при достаточной концентрации кислорода во внешней среде. Усиление поступления воды вызывает нарастание гипоксии и сопутствующее истощение запасных веществ (сахара и белки). Признаком декомпенсации АТФ-продуцирующих процессов становится накопление лактата и этанола, т. е. компенсаторным (ОПФП), развитие молочнокислого механизмом поставляющий выступает восстановитель. и спиртового окислительный Его брожения. Вероятно, пентозофосфатный включение создает путь возможность образования трех-, четырех-, пяти-, шести- и семиуглеродных сахаров и расширяет спектр метаболитов. Католит, являясь наиболее дефицитной по кислороду модификацией ЭХАВ, способствует интенсивному запуску процессов брожения, конкретный механизм которого определяется значением рН. Щелочной характер среды (рН 10,6 и более) «перекрывает» первый этап спиртового брожения – декарбоксилирование пирувата (оптимальная среда для работы пируватдекарбоксилазы - слабокислая), но способствует функционированию ЛДГ и развитию молочнокислого брожения. Смесь католита и анолита имеет рН, близкий к оптимуму для большинства исследованных нами ферментов (оптимум рН для АДГ составляет 7,6, для ЛДГ – 8,5) [26-27]. ЭХАВ (кроме анолита) Снижение редокс-потенциала Гипоксия Активация транспортных процессов ОПФП Расширение спектра метаболитов, рост содержания гормонов Повышение проницаемости мембран Рост рН Разрыхление мембран Повышение метаболической активности (содержания свободных радикалов) Увеличение всхожести и силы роста семян Рис. 3. Схема метаболических процессов в семенах, запускаемая ЭХАВ Высокое содержание растворимых сахаров на фоне анаэробиоза в вариантах со смесью и католитом также способствует развитию гликолитических процессов. Для их нормального поддержания необходимо окисление НАД-Н, происходящее либо при восстановлении лактата до пирувата при помощи ЛДГ, либо при восстановлении альдегида до спирта. Конечные продукты брожения в малых дозах эффективно стимулируют прорастание семян, а этанолу отводится роль активатора или аналога самих гормонов. Обычно НАД играет роль окисляющего агента катаболических реакций, в то время, как восстановительным агентом в анаболических реакциях является НАДФ, образующийся в ОПФП. Увеличение доли ОПФП в общем дыхании принято рассматривать как одну из возможностей увеличения энергетической эффективности процесса в целом. В ОПФП не образуется соединений с макроэргическими связями, но возрастает скорость окисления глюкозо-6-фосфата и синтеза НАДФ и пентоз, способствующих усилению метаболической активности клеток. Кроме того, работа ОПФП способствует синтезу гормонов [28 ]. Повышенное содержание гормонов) ускоряет ростовые процессы, обеспечивает усиленное деление и растяжение клеток, а также интенсивное прохождение начальных стадий развития растения (увеличение энергии прорастания и силы роста семян). При повреждении семенной кожуры прорастающим корешком происходит переключение дыхания с анаэробного пути на аэробный как в стимулированных, так и в контрольных семенах. Накопленный пул метаболитов у стимулированных семян позволяет использовать их в более разнообразных химических превращениях. Эти данные хорошо коррелируют с результатами наших исследований [4, 13, 15]. Уровень метаболизма в прорастающих семенах амаранта хвостатого, оцененный по содержанию в них свободных радикалов оказался максимальным в варианте со смесью и минимальным в варианте с анолитом. Это – доказательство усиления метаболической активности тканей, происходящее под влиянием контакта семян с активированной водой, повышения уровня окислительно-восстановительных реакций, составляющих основу процессов гликолиза и аэробного дыхания, т. е. реакций, в которых в качестве интермедиатов образуются свободные радикалы. Известно, что продукты свободно- радикального окисления в свою очередь регулируют проницаемость мембран, стимулируют рост клеток и скорость роста растений [29]. Таким образом, направленность и интенсивность метаболических процессов в прорастающих семенах определяется физико-химическими параметрами воды. Автор выражает глубокую признательность за помощь в проведении эксперимента А.В. Семенову, Л.Н. Шиян и Т.П. Астафуровой. Список литературы 1. Образцов, Маршунина, 1983). Образцов СВ., Маршунина А.М., Черепанов В.Н. Исследование влияния физических факторов на урожайность овощных культур, разработка и внедрение полупромышленных установок // Томск, 1983. Деп. рук. N 028 400057; 1984. Деп. рук. N 028500393. 2. Алехин С.А. Сокращение вегетационного периода, ускорение роста растений и увеличение урожайности садово-огородных культур с использованием электроактивированных водных растворов. - Ташкент : Эсперо, 1992 .-12 с. 3. Зелепухин И. Д., Пасько О. А., Асенова Э. К. Применение активированной воды в сельском хозяйстве и биотехнологии (аналитический обзор). Томск: Изд-во “Наука и производство”, 2006. – 46 с. 4. Пасько О. А. Экологические аспекты повышения продуктивности цветочных и овощных культур и картофеля в таежной зоне Западной Сибири. Дис. на соиск. уч. ст. д. с.-х. н. Новосибирск – 2000. – 504 с. 5. А.с. 1207412 СССР, МКИ3 А 01 С 1/00. Способ предпосевной обработки семян с глубоким органическим покоем / Гродзинский А.М., Лебеда А.Ф., Пендус Н.И. и др.Опубл. 30.01.86, Бюл. N 7. 6. А.с. 990146, МКИЗ А О 25/00, С 09 К 17/00. Способ мелиорации почв засоленного ряда./ Шумаков Б.Б., Мартыненко Г.Н. и Хору-женко И.Р.- Опубл. 23.01.83, Бюл. N 3. 7. Гончаренко С. Кому нужна "живая" вода? // Техника и наука.- 1982.-N 10.-С. 5. 8. А.с. 1034658, МКИ3 А 01 О 25/00. Способ полива / Пронов В.И. Опубл. 15.08.83, Бюл. N 30. 9. Обзорная информация, Тбилиси: Груз. НИИТИ. Сер. Пищевая промышленность. 1988. Вып.3. Электрохимическая активация водных растворов и ее технологическое применение в пищевой промышленности. – 80 с. 10. Пасько О. А. Влияние предпосевной обработки семян томата электрохимически активированной водой на морфогенез и урожайность растений // Труды Томской гос. с.-х. опытной станции. – Томск: Изд-во ЦНТИ, 2000. С. 216–220. 11. Редькин Г. А., Семенов А. В., Пасько О. А. Влияние предпосадочных обработок семенного материала термически и электрохимически активированной водой на урожайность картофеля. – Картофель в Сибири: Материалы Первой региональной научнопрактической конференции (Томск, 21–22 марта 2001 г.) – Томск: Изд-во ТПУ, 2001. С.53–57. 12. Отчет по НИР “Результат“. Разработка экологически чистых методов увеличения результативности растениеводства. Томск: ТНКЦ, 1993. – 43 с. 13. Пасько О. А., Кецкало В. М. Влияние электрохимически активированной воды на прорастание семян // Физиология растений, 1991. Т. 38. Вып. 2. С. 381–385 14. Пасько О, А. Ускорение прорастания семян при их обработке электрохимически активированной водой // Физиология и биохимия культурных растений,1991. Т. 23. №.6. С. 552–556 15.Унифицированные методы анализа природных вод. Под общ. ред. Ю. Ю. Лурье. – М.: Химия, 1973. – 376 с. 16. Ермаков А. И., Арасимович В. В., Смирнова-Иконникова М. И. и др. Методы биохимического анализа растений. – Л.: Колос, 1972. – 456 с. 17. Физиология и биохимия прорастания семян. – Пер. с англ. (Под ред. М. Г. Николаевой и Н. В. Обручевой). – М.: Колос, 1982. – 442 с. 18. Bradford M. M. A rapid and sensitive methods for the quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding // Analytical Biochemistry, 1976. V. 72. P. 248–254. 19. Юзбеков А. К. Спектрофотометрические способы определения активности ключевых ферментов дыхательного метаболизма растений: Методическое пособие. – Киев: Ин-т физиологии и генетики АН УССР, 1990. – 32 с. 20. Методика определения силы роста семян, 1983; Лихачев Б. С. Сила роста семян (теория, методы, значение) – Автореф. дис. … докт. с.-х. наук. Краснодар, 1986. – 38 с. 21. ISTA Seed Symposium. Abstracts of papers. Zurich: ISTA Secretariat, 1990. – 28 p. 22. Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П. и др. Физиология семян. – М.: Наука, 1982. – 318 с. 23. Зеленева И. В., Владимиров С. В. Соотношение метаболических путей в корневой системе проростков кукурузы //Физиология и биохимия культурных растений, 1994. Т. 26. № 5. С. 93–97. 24. Чиркова Т. В. Пути адаптации растений к гипоксии и аноксии. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. – 244 с. 25. Растительные ресурсы СССР. Цветковые растения, их химический состав и использование. – Л.: Наука, 1985. С. 217–218. 26. Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П. и др. Физиология семян. – М.: Наука, 1982. – 318 с. 27. Ленинджер А. Биохимия. Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 956 с. 28. Хавкин И. Е. Формирование метаболических систем в растущих клетках растений. – Новосибирск: Наука, 1977. – 222 с. 29. Журавлев А. И. Развитие идей Б. Н.Тарусова о роли цепных процессов в биологии / Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. – М.: Наука, 1982. – С. 3–30. Фамилия Имя Отчество Пасько Ольга Анатольевна Информация (ученая степень, ученое звание, должность и место работы) Доктор селькохозяйственных наук, зам. директора по научной работе Сибирского НИИ сельского хозяйства и торфа Россельхозакадемии Адрес места работы 634050 г. Томск ул. Гагарина, 3 Почтовый адрес автора 634003 г. Томск ул. Яковлева 12 кв. 4 Адрес электронной почты oap@sibmail.com 8-382-2 65-34-92, с.т. 8-906-950-34-59 Реферат Влияние электрохимически активированной воды на метаболизм семян Пасько Ольга Анатольевна Изучали влияние предпосевной обработки семян амаранта хвостатого электрохимически активированной водой на активность дыхательных ферментов, содержание субстратов, энергию прорастания и силу роста. Установили, что физикохимические изменения, происходящие в воде в результате электролиза, индуцируют в семенах запуск различных метаболических процессов. Высокое содержание растворимых сахаров на фоне анаэробиоза в вариантах со смесью и католитом способствует развитию гликолитических процессов, а накопленный пул метаболитов позволяет использовать их в более разнообразных химических превращениях. Повышенное содержание гормонов ускоряет ростовые процессы, обеспечивает усиленное деление и растяжение клеток, интенсивное прохождение начальных стадий развития растения (увеличение энергии прорастания и силы роста семян). Известна высокая эффективность использования электрохимически активированной воды в сельском хозяйстве, но механизм ее воздействия на растения пока изучен слабо. Нами был спланирован и проведен комплекс экспериментов, позволяющий сделать выводы об интенсивности и направленности метаболических процессов, происходящих в семенах во время прорастания. РИСУНКИ Рис. 1. Устройство электролизера: 1 - корпус; 2 - анод; 3 - катод; 4 - диафрагма; 5 и 6 индуктивные катушки); 7 и 8 - вводы переменного напряжения; 9 - однофазный выпрямитель с входными клеммами 10 и 11 переменного напряжения (первая соединена с вводом 8, а вторая - со свободным концом индуктивной катушки 6 и двумя выходными клеммами 12 и 13 пульсирующего однополярного напряжения; предохранитель 14; выключатель и два вентиля 16 и 17, через которые производят слив католита и анолита. 1900 в 1800 1700 к 1600 а 1500 1400 с 1300 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Число клеток в проростке, шт. в к а с Уровень цитокининов, % к контролю с свободные ауксины а к связанные ауксины в 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1.3 Рис. 2. Влияние ЭХАВ на число клеток и уровень гормонов в проростках амаранта хвостатого. В – водопроводная вода (контроль), к – католит, а – анолит, с – смесь к+а ЭХАВ (кроме анолита) Снижение редокс-потенциала Гипоксия Рост рН Активация транспортных процессов ОПФП Расширение спектра метаболитов, рост содержания гормонов Разрыхление мембран Повышение метаболической активности (содержания свободных радикалов) Повышение проницаемости мембран Увеличение всхожести и силы роста семян Рис. 3. Схема метаболических процессов в семенах, запускаемая ЭХАВ ТАБЛИЦЫ Таблица 3 - Влияние предпосевной обработки смеси католита и анолита на силу роста семян амаранта хвостатого Вариант Критерии оценки проростков 5 4 3 2 1 0 Lk* 40-50 30-40 20-30 10-20 0-10 0 Lr 30-40 20-30 10-20 5-10 0-5 0 Число проростков в пробе, в %, оцененных баллом Вариант 5 4 3 2 1 Сила роста, % контроль 3 4 9 16 11 7 смесь 2 8 26 22 12 10 контроль 4 16 38 16 2 20 смесь 11 43 31 11 0 54 *Примечание: Критерии оценки проростков: Lk – длина корешка; Lr – длина ростка; оценки 1 и 2 характеризуют слабые проростки, 3 – средние, 4 и 5 – сильные Таблица 1 - Физико-химические показатели электрохимически активированной воды №№ Модификация воды рН Eh,мВ Содержание, мг/л п/п НСО 3 СО 32 СО2 O2 O2/СO2 1 Водопроводная 6,8 +200 5,2 – 2,64 9,24 3,8 3 Католит 10,4 –860 – 1,9 – 6,83 – 4 Анолит 3,1 +420 0,6 5,6 5,28 12,45 2,4 5 Смесь католита и анолита 1:1 6,8 –200 2,0 – 2,60 9,71 3,7 Таблица 2. Содержание метаболитов в наклюнувшихся семенах амаранта хвостатого после их обработки ЭХАВ Модификация воды Водопрово- Католит Анолит дная вода Растворимый белок, Смесь католита и анолита 7,76 ±0,1 7,8 ±0,2 7,3 ±0,1 4,3 ±0,1 8,5 ±0.2* 3,8±0.1 8,3 ±0,2 мг/г сырой массы Сахароза, мкг/мл 8,6 ±0,1* Редуцирующие сахара, мкг/мл 16,5 ±0,4 21,1± 0,5* 15,2 ± 0,4* 27,0 ±0,5* Малат, мкмоль/г сырой массы 0,2 ±0,1 0,7 ±0,1 следы Лактат, мкмоль/г сырой массы 0,3 ±0,1 0,6 ±0,1* 0,2 ±0,1 0,6 ±0,2* Пируват, мкмоль/г сырой массы 0,8 ±0,2 1,0 ±0,2* 1,0±0,1* 0,6 ±0,2 0,2 ±0,1 * Различия достоверны В редакцию журнала «Сельскохозяйственная биология» Направляем для опубликования статью «Влияние электрохимически активированной воды на метаболизм семян» Пасько О.А., в которой впервые изложено изменение дыхательных и ростовых процессов под воздействием различных модификаций воды, полученных в процессе электролиза. Понимание этих процессов позволяет адекватно объяснить многочисленные факты эффективного использования активированной воды в растениеводстве. Полученные данные являются новыми и актуальными. Заключения аргументированы и подтверждены как авторскими материалами, так и литературными данными. Проректор по научной работе Томского сельскохозяйственного института-филиала НГАУ, доктор биологических наук Н.Я. Костеша Подпись Н.Я Костеши подтверждаю Начальник Отдела кадров М.В. Белошицкая