Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время для защиты культурных растений от вредных организмов используются карантинные, агротехнические, механические, физические, биологические и химические методы, применяемые обычно в комплексах, составляющих систему мероприятий [Захаренко В.А., 1984]. Основным и обязательным элементом этих систем является химический метод, обеспечивающий высокую хозяйственную эффективность и производительность труда. Универсальность его подтверждается практикой применения на разных культурах в борьбе с подавляющим большинством вредных организмов [Николаев Ю.П., 1988].
Имея ряд преимуществ, использование химических препаратов влечет за собой изменение экологического баланса окружающей природной среды, оказывает влияние на живые организмы, населяющие биогеоценозы [Дунский В.Ф., 1982; Губарев Е.А., 1991]. В литературе достаточно широко освещены вопросы влияния пестицидов в остром и хроническом эксперименте на животных, человека [Дмитриева Е.А., 1990; Новиков Ю.В., 2005]. В то же время влияние пестицидов на химический состав и метаболические процессы культур, на которых они применяются, до настоящего времени не достаточно изучено. Являясь экологически агрессивными ксенобиотиками природной среды, ядохимикаты способны вызывать изменение различных биохимических процессов в живых организмах, в том числе и в растительных культурах. Среди комплекса химических компонентов растительных организмов важными классами органических соединений являются белки, углеводы и липиды, качественный состав и количественная представительность которых в большинстве культур изучена достаточно хорошо [Пешков Б.П., 1987; Ващенко И.М., 2004]. В то же время в литературе не нашли должного освещения вопросы влияния экологических факторов, в том числе и пестицидов, на показатели клеточного метаболизма растений.
В этой связи весьма актуальным представляется изучение пестицидной нагрузки на качественные и количественные показатели обмена белков, углеводов и липидов культурных растений. Углубление знаний о направленности биохимических процессов в условиях химической защиты растений представляется важным для выработки стратегии рационального использования и применения отдельных пестицидов в процессе выращивания сельскохозяйственных культур. Изложенное выше определило цель настоящего исследования.
Цель исследования.
Изучить влияние доминирующих пестицидов сельскохозяйственного производства Курской области на направленность качественных и количественных показателей (углеводов, липидов и запасных белков) зерна пшеницы сорта «Курская 2038» в процессе онтогенеза.
Задачи исследования.
1. Определить количественное содержание остаточных количеств изучаемых пестицидов в сырье.
2. Оценить влияние абиотических факторов, связанных с применением
пестицидов, на вариабельность обмена углеводов.
3. Исследовать особенности обмена нейтральных липидов и
фосфолипидов при использовании пестицидов.
4. Изучить характер метаболизма запасных белков зерна в условиях
химической защиты.
5. Выявить химически лабильные фракции изучаемых классов
органических соединений, в наибольшей степени реагирующие на
абиотические факторы в условиях остаточных количеств пестицидов.
Научная новизна работы.
Впервые проведена комплексная оценка экологического воздействия пестицидов на формирование количественной представительности основных фракций углеводов, липидов и запасных белков в зерне пшеницы. Дана оценка изменений количественных показателей спектра углеводов, липидов и запасных белков на различных этапах онтогенеза с учетом воздействия абиотических факторов (пестицидов).
Научно-практическое значение.
Получены новые экологические знания, расширяющие представления о влиянии экологических факторов (пестицидов) на характер взаимосвязей фракций углеводов, липидов, запасных белков и их сопряженности с вариабельностью количественного содержания пестицидных препаратов в сырье.
Полученные данные рекомендуются как базовые, отражающие норму содержания органических веществ в зерне пшеницы сорта «Курская 2038» и позволяющие осуществлять экологическое прогнозирование количественного содержания отдельных фракций в конечных продуктах переработки при использований различных групп пестицидов. Они рекомендуются к использованию при изучении курсов экологии, физиологии и биохимии растений, цитологии, молекулярной биологии, растениеводства в высших биологических школах различного профиля.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Кумуляция доминирующих пестицидов в зерне пшеницы в процессе
индивидуального развития растения.
2. Количественная представительность и степень корреляционных
взаимосвязей углеводных фракций зерна пшеницы в условиях влияния разных
видов абиотических пестицидных факторов.
Количественная представительность и корреляционные взаимосвязи липидного спектра изучаемой культуры, и степень экологической взаимозависимости с остаточными количествами пестицидов в сырье.
Качественный и количественный состав запасных белков растения в различные этапы развития при использовании пестицидов.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной конференции «Химическое загрязнение окружающей среды» (Пенза, 2004 г.); на Международной экологической конференции «Актуальные проблемы сохранения устойчивости
живых систем» (Белгород, 2004 г.); на Международной экологической конференции «Экология, окружающая среда . и здоровье населения Центрального Черноземья» (Курск, 2005 г.); на Российской научной конференции с международным участием «Медико-биологические аспекты мультифакториальной патологии» (Курск, 2006 г.); а также на 69, 70, 71 и 72-й итоговых научных конференциях студентов и молодых ученых «Молодежная наука и современность» (Курск, 2004-2007 гг.) и на 69, 70, 71, 72-й научно-практических конференциях и сессиях Центрально-Черноземного научного центра РАМН «Университетская наука: взгляд в будущее» (Курск, 2004-2007 гг.).
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 182 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, 4 глав (обзора литературы, материалов и методов исследования, 2 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы). Библиографический список включает 278 источников, из них 195 отечественных и 83 иностранных. Иллюстративный материал представлен 37 таблицами, 5 рисунками, 1 схемой, 139 приложениями.
