Влияние ультразвукового облучения на ризогенную активность растительных объектов

Результаты опытов по влиянию условий обработки на побегообразование одревесневших черенков винограда различных сортов представлены в таблице 7, из которой видно, что сорт винограда оказывает влияние на побегообразование черенков, но наилучшая ризогенная активность по всем сортам винограда наблюдалась при обработке черенков винограда ультразвуком в растворе янтарной кислоты.

.

Таблица 7 – Влияние условий обработки на побегообразование         одревесневших черенков винограда в 2008 г.

В таблице 8 представлены данные по влиянию условий обработки на корнеобразование одревесневших черенков винограда различных сортов. По представленным в ней данным можно сделать вывод, что максимальное корнеобразование черенков достигается при их обработке ультразвуком в растворах янтарной кислоты концентрацией 10^-11 М и ультразвуком в растворе гетероауксина. Корни у обработанных черенков стали появляться на 1 неделю раньше контроля. Отметим, что период между началом побего- и корнеобразования одревесневших черенков винограда минимален для черенков сорта Катыр, обработанных янтарной кислотой и гетероауксином, для черенков сорта Мускат  Донской облученных в воде и растворах стимуляторов, в то время как этот период максимален для черенков сорта Краса Севера, обработанных янтарной кислотой. Совместное применение стимуляторов и ультразвукового облучения сокращает срок начала побегообразования и корнеобразования по сравнению с контролем на 1…2 недели.

Таблица 8 – Влияние условий обработки на корнеобразование           одревесневших черенков винограда в 2008 г.

Сорт винограда	Вариант обработки	Начало образования, недель	Средняя скорость роста корней, мм/неделю	Отношение к контролю, %
Катыр	Контроль	8	8,0±0,2	100
	ЯК	7	11,0±0,1	138
	ГА	8	8,0±0,2	100
	ЯК+УО	7	13,0±0,1	163
	ГА+УО	7	9,0±0,3	113
	УО+вода	7	9,3±0,2	116
Краса Севера	Контроль	9	2,0±0,1	100
	ЯК	9	3,0±0,2	150
	ГА	8	5,0±0,2	250
	ЯК+УО	8	7,0±0,3	350
	ГА+УО	8	8,0±0,4	400
	УО+вода	8	6,0±0,5	300
Память Домбковс–кой	Контроль	7	3,0±0,2	100
	ЯК	7	7,0±0,3	233
	ГА	7	5,0±0,2	167
	ЯК+УО	7	15,0±0,4	500
	ГА+УО	7	8,0±0,2	267
	УО+вода	7	6,8±,05	227
НСР0,5			0,6

Биометрические показатели корневой системы одревесневших черенков винограда в зависимости от условий обработки показаны в таблице 9, по данным которой видно, что максимальная продуктивность черенков достигается при их обработке ультразвуком в растворах янтарной кислоты концентрацией 10^-11 М и ультразвуком в растворе гетероауксина.

Таблица 9 – Влияние условий обработки на массу корней                   одревесневших черенков винограда в 2008 г.

Из представленных данных следует, что максимальным стимулирующим воздействием обладает ультразвуковое облучение в присутствии стимулятора роста в течение 5 минут. Причем, сроки начала корне- и побегообразования у облученных черенков на 1…2 недели раньше, чем у не обработанных. Более длительная обработка ухудшает корнеобразование, что можно связать с разрушением растительных тканей и ферментативной системы черенков. Но вместе с тем можно отметить, что использование янтарной кислоты примерно одинаково эффективно с гетероауксином при ее концентрации в 10⁷ раз меньше.

Таким образом, ультразвуковое облучение черенков совместно со сверхмалыми дозами янтарной кислоты обеспечивает максимальные скорости корне- и побегообразования по сравнению с эталонными стимуляторами роста.

Существует подход к выявлению водных кластеров – изучение свойств очень разбавленных водных растворов. По этому направлению выполнен значительный объем работ, которые позволяют с большой вероятностью предполагать существование в нормальных условиях стабильных водных кластеров, ответственных за каталитические реакции, а также за стимуляцию разного рода биологической активности. Проведенные исследования по изучению действия сверхмалых доз природных органических кислот на онтогенез редиса показали, что при уменьшении концентрации водных растворов малоновой, янтарной и щавелевой кислот до 10^-7 М наблюдалось повышение урожайности от 170 до 340 % по сравнению с контролем (Кропоткина, 2006). На основании представленных данных можно предположить, что повышение активности изученных кислот каким-то образом связано с изменением их строения в процессе разбавления.

Известно, что пространственное расположение карбонильных групп существенным образом сказывается на биологической активности препаратов янтарной кислоты (Кашлинский, 2000).

Учитывая то, что областью воздействия отрицательно заряженных частиц могут быть органеллы митохондрий, имеющие области различного заряда и изменяющие свою величину в процессе функционирования, то можно предположить, что двухзарядные отрицательные анионы природных органических кислот, адсорбируясь на поверхности митохондрий, изменяют величину мембранного потенциала, что приводит к интенсификации цикла Кребса за счет снижения энергии активации его стадий. Причем вид аниона может определять тип взаимодействия с поверхностью: однозарядные анионы и двухзарядные гош-конформеры взаимодействуют с положительно заряженными частями поверхности, уменьшая величину суммарного положительного заряда, в то время как адсорбируемые трансоидные конформеры изменяют положительный заряд поверхности на отрицательный, более существенно изменяя величину мембранного потенциала. Возможно, для этого нет необходимости иметь большую концентрацию анионов, поскольку митохондрии представляют связанную систему, которая изменяется под воздействием изменений в небольшой части.На основании проведенного анализа можно предположить механизм действия анионов дикарбоновых кислот по аналогии с катализаторами гетерогенного катализа и электрокаталитическими процессами. Также как в и случае катализаторов, когда происходит уменьшение величины энергии активации химической реакции, адсорбированные анионы на положительно заряженной поверхности мембран изменяют величину мембранного потенциала за счет частичной перезарядки поверхности, что приводит к существенному увеличению скорости энерговыделения и проницаемости мембран растений.

Таким образом, столь высокую активность янтарной кислоты можно связать с возможным изменением пространственного расположения карбонильных групп в процессе ее разбавления, тем самым увеличивая биологическую активность кислоты и изменяя величину мембранного потенциала.