Регистрация / Вход
Прислать материал

Использование химических технологий для производства инновационных карбоксиметилированных препаратов на основе растительного сырья и изучение их ростостимулирующих свойств

Сведения об участнике
ФИО
Козина Анна Ивановна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Химическая технология. Химическая промышленность
Тема
Использование химических технологий для производства инновационных карбоксиметилированных препаратов на основе растительного сырья и изучение их ростостимулирующих свойств
Резюме
В настоящей работе исследованы инновационные регуляторы роста растений, полученные применением технологии карбоксиметилирования различных видов растительного сырья (древесина сосны, полова овса, лузга подсолнечника). Изучено влияние способа применения препаратов и вносимой дозы на рост и развитие огурцов сорта «Засолочный», редиса сорта «Престо». Установлено, что все изученные препараты обладают росторегулирующей активностью и их можно применять в качестве регуляторов роста. Наибольший ростостимулирующий эффект наблюдается при использовании препарата на основе карбоксиметилированной подсолнечной лузги.
Ключевые слова
биотехнология, растительные отходы, карбоксиметилирование, стимулятор роста, ауксины.
Цели и задачи
Цель исследования: изучить возможность применения технологии карбоксиметилирования для получения биопрепаратов из отходов растительного происхождения, обладающих ростостимулирующими свойствами.
Задачи исследования:
1. Изучить химические основы технологии карбоксиметилирования растительного сырья и обосновать ростостимулирующие свойства образующихся в результате синтеза полимерных композиций.
Введение

Все предприятия АПК сталкиваются с серьезной проблемой утилизации отходов производства, устранить которую можно путем получения по технологии карбоксиметилирования химических препаратов на их основе, обладающих свойствами регулировать рост растений. Применение биостимуляторов на основе продуктов переработки местного растительного сырья позволит повысить урожайность и сократить затраты при выращивании культур, существенно ослабить проблему утилизации отходов сельскохозяйственного производства. В настоящее время активно ведется изучение росторегулирующих свойств этих инновационных биопрепаратов.

Методы и материалы

Материалы: биопрепараты на основе опилок древесины сосны, подсолнечной лузги и половы овса, полученные применением технологии карбоксиметилирования отходов растительного происхождения; огурцы сорта «Засолочный» и редис сорта «Престо».

Методы: в исходном растительном сырье содержание целлюлозы определяли по методу Кюршнера (обработкой азотно-спиртовой смесью), лигнин- с 72%-ной серной кислотой в модификации Комарова. Реакцию карбоксиметилирования растительного сырья проводили в реакторе РВПЭ-0.2 (ООО «ЮВС» г. Обнинск). Полученные биопрепараты анализировали на содержание карбоксиметильных групп методом кондуктометрического титрования щелочных растворов, растворимость определяли соответствии с методикой, основанной на растворении продукта в воде и последующей фильтрации этого раствора через пористый стеклянный фильтр. Содержание карбоксиметилцеллюлозы определяли 15%-ной надуксусной кислотой, карбоксиметилированного лигнина - 72%-ной серной кислотой в модификации Комарова.

Исследования ростостимулирующей активности препаратов проводили в мелкоделяночном опыте на площадках 1 м2 в трехкратной повторности, расположение делянок рендомезированное.

Описание и обсуждение результатов

В основе получения инновационных карбоксиметилированных биопрепаратов лежит методика патента Патент 2130947 (РФ). Данное изобретение предназначено для получения натриевых солей карбоксиметиловых эфиров лигноуглеводных материалов. Такие продукты способны образовывать вязкие водные растворы, поэтому их предлагается применять в качестве добавок к промывочным жидкостям, используемым при бурении нефтяных скважин. Мы же предлагаем использовать продукты карбоксиметилирования отходов растительного происхождения (древесных опилок, половы овса, лузги подсолнечника) как стимуляторы роста овощных культур и корнеплодных растений.

В основе предлагаемого в изобретении способа карбоксиметилирования ЛУМ лежит та же реакция, что и при промыщленном производстве обойного клея КМЦ (карбоксиметилированной целлюлозы). В качестве исходного сырья для такого производства в настоящее время используют только выделенную из древесины целлюлозу. Замена целлюлозы на отходы деревоперерабатывающей промышленности и отходы предприятий агропромышленного комплекса позволит, во-первых, значительно удешевить конечный продукт (стоимости целлюлозы и отходов несопоставимы), во-вторых, реализовать безотходную технологию, в третьих, не разделять лигноуглеводный комплекс на лигнин и углеводную часть и, в-четвертых, получать продукты с более широким спектром свойств, чем КМЦ (в том числе ростостимулирующими свойствами для растений). 

В результате проведенной научно-исследовательской работы сделаны следующие выводы:

1. Росторегулирующие свойства изучаемых биопрепаратов связаны предположительно с суммарным влиянием содержащихся в них основных структурных компонентов: карбоксиметилированный лигнин является регулятором роста ауксинового типа; карбоксиметилированные углеводы проявляют регуляторную активность как «олигосахарины».

2. Изучена ростостимулирующая активность карбоксиметилированных отходов растительного происхождения (полóвы овса, лузги подсолнечника и опилок древесины сосны) на огурцах сорта Засолочный и редисе сорта Престо в открытом грунте. Все исследуемые препараты проявили себя как стимуляторы роста.

3. Внесение биопрепаратов вместе с семенами огурцов стимулирует рост растений, а внесение их под проросшие семенами – ингибирует. В первом случае наибольшее влияние оказал препарат из карбоксиметилированной подсолнечной лузги. Длина стебля огурцов под действием этого препарата на 38 день эксперимента на 57,8% выше по сравнению с контролем.

4. Наибольшее влияние на биометрические показатели урожайности корнеплода редиса все инновационные препараты оказали при концентрации 1,5 г/л. Прибавка массы корнеплодов составила 14 — 17% по сравнению с контрольным вариантом. 

Используемые источники
1. Базарнова, Н.Г. Влияние стимулятора роста растительного происхождения на морфогенез IRIS SIBIRICA L., HEDYSARUM TEINUM KRASNOB. SYRINGA VULGARIS L. в культуре IN VITRO / Н.Г. Базарнова, Л.И. Тихомирова, Н.С. Фролова, А.Е. Павлушин, Е.А Курчанова. // Химия растительного сырья. 2013. №3. С. 243–248.
2. Базарнова, Н.Г. Росторегулирующие полимерные композиции на основе химически модифицированного растительного сырья для выращивания овощных культур, производимых тепличными технологиями / Н.Г. Базарнова, И.Б. Катраков, В.И. Маркин, Т.В. Верещагина, И.Н. Жилина, Е.А. Уткова, Г.И. Борисова, А.А. Семенков // Вестник алтайской науки. 2013. № 1. С. 39–42.
3. Маркин, В.И. Карбоксиметилирование растительного сырья. Теория и практика: монография / В.И. Маркин – Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2010. – 167 с.
4. Патент 2130947 (РФ)
Information about the project
Surname Name
Anna Kozina
Project title
The use of chemical technologies for the production karboksimetilirovaniya innovative products based on vegetable raw materials and the study of their growth-stimulating properties
Summary of the project
In this paper we investigate an innovative plant growth regulators obtained by the use of technology karboksimetilirovaniya various types of vegetable raw materials (pine wood, chaff of oats, sunflower husk). The influence of ways of preparations and made doses on the growth and development of cucumber varieties "Zasolochny", the radish variety "Presto". Found that all the investigated drugs possess growth regulating activity and can be used as growth regulators. The greatest growth stimulating effect is observed when using the drug on the basis of karboksimetilirovaniya sunflower husks.
Keywords
biotechnology, vegetable waste, karboksimetilirovaniya, growth promoters, auxins.