Спосіб моделювання біоактиваційних властивостей води

Спосіб моделювання біоактиваційних властивостей води, що включає дослідження характеру Корисна модель стосується біофізики і фізіології рослин, може бути використана при дослідженні ролі води у процесах відтворення життя, для розробки високоефективних способів керування біологічними процесами в насінні рослин, для проведення біологічних експериментів у замкнених екологічних системах. Відомий спосіб моделювання біоактиваційних властивостей води, який включає дослідження характеру проростання в ній насіння рослин, зокрема, бобових і злакових, за умови впливу на воду і насіння чинників фізичної природи [1]. За відомим способом, пророщення насіння рослин, наприклад, бобових і злакових, здійснювали на фоні або попереднього впливу на них фізичних чинників, зокрема, кутового прискорення і/або магнітного поля, або короткочасного зволоження, що передувало дії вказаних фізичних чинників, а за результатами дослідження робили висновок про залежність швидкості проростання насіння від біоактиваційного впливу води. Недоліком відомого способу є недостатня інформативність, що випливає з того, що за умов впливу одного і того ж чинника на воду як середовище проростання насіння і на саме насіння складно зробити однозначний висновок про характер біоактиваційної здатності води. Вказаний недолік обмежує також можливість зробити висновок про шляхи корекції біактиваційних властивостей води. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалити відомий спосіб, в якому шляхом застосування впливу на воду як середовище проростання насіння рослин і саме насіння — як біологічний об'єкт фізичних чинників різної природи і проростання в ній насіння рослин, зокрема бобових і злакових, за умови впливу на воду і насіння чинників фізичної природи, який відрізняється тим, що попередньо перед пророщенням насіння рослин у вологому середовищі здійснюють обробку води енергією механічних коливань ультразвукової частоти при питомій потужності 0,4-1,0 Вт-см" 2 і поглиненій водою дозі енергії ультразвукових коливань 0,5 х 10"3 - 5,0 х 10~3Втгод-млЛ різного функціонального спрямування досягають підвищення інформативності способу. При розгляді технічного завдання було взято до уваги те, що одним із дійових чинників фізичної природи щодо біологічних об'єктів є енергія ультразвукових коливань. Особливо, це стосується водовмісних біологічних об'єктів, наприклад, таких як кров, яка після обробки ультразвуковими хвилями набувала більш вираженої антимікробної спроможності [2]. Заслуговують на увагу дані про те, що сама вода в результаті озвучення набуває нових властивостей, які свідчать про активацію енергетичних рівнів її молекул, наприклад, у вигляді феномену надслабкого світіння [3]. Індуковані ультразвуком коливання молекул води внаслідок кавітаційних і абсорбційних процесів, фронтальних хвильових процесів та ін. супроводжуються активацією міжмолекулярних зв'язків, зокрема водневих, змінюючи при цьому кластерну структуру води, забезпечуючи у такий спосіб мобілізацію біологічно активних структур в живому об'єкті. Цілком правомірними є сподівання посилення біоактиваційних властивостей обробленої енергією ультразвукових коливань води щодо проростання насіння рослин взагалі, а тим більше — на фоні пригнічення ростової потенції насінин у результаті попередньої дії відцентрових сил і сил кутового прискорення [1]. Беручи до уваги наведені міркування, у способі моделювання біоактиваційних властивостей води, який включає дослідження характеру проростання в ній насіння рослин, зокрема, бобових і злакових, за умови впливу на воду і насіння чинників фізичної природи, відповідно до корисної ю 00 5854 моделі попередньо, перед пророщенням насіння рослин у вологому середовищі, здійснюють обробку води енергією механічних коливань ультразвукової частоти при питомій потужності 0,4-1,0 2 Вт см і поглиненій водою дозі енергії ультразву3 3 1 кових коливань 0,510 - 5,010 Вт год мл Перелік фігур Фіг 1 Схема постановки досліду Фіг 2 (макрофото) Проростання насіння квасолі в чашечках - інтактні квасолини, пророщені у звичайній воді (чашечка 1, контроль 1), - "пригнічені" внаслідок обертання в центрифузі квасолини, пророщені у звичайній воді (чашечка 2, контроль 2), - інтактне насіння квасолі, пророщене в озвученій воді (чашечка 3, дослід 1), - пророщені в озвученій воді попередньо "пригнічені" в центрифузі квасолини (чашечка 4, дослід 2) Спосіб здійснюють таким чином До скляної посудини вносять 200 мл води з-під крану і витримують П для дегазації упродовж 24 год при кімнатній температурі 18-20°С Далі 100 мл залишають для контролю, а решту переносять у іншу посудину, занурюють в неї ультразвуковий випромінювач і озвучують воду при питомій потужності випромінювача 0,4-1,0 Вт с м 2 протягом 2-10 хв , що відповідає рівню поглиненою водою енергії ультразвукових коливань в межах 0,510 3 - 5,010 3 Вт год мл 1 Далі відбирають однакові за розміром і масою насінини рослин, наприклад, бобових або злакових, ділять їх на дві частини, з яких одну залишають інтактною, а на іншу впливають відцентровими силами кутового прискорення шляхом обертання в лабораторній центрифузі при 610 3 об 1 упродовж 15 хв Усе насіння вміщують на плоску посудину і пророщують у водному середовищі за схемою, наведеною на Фіг 1 Так, до першої чашечки з інтактним насінням додають звичайну воду (контроль 1) і до чашечки 2 (контроль 2) до оброблених в центрифузі насінин вносять звичайну воду До інтактного насіння у чашечці 3 додають озвучену воду (дослід 1) і таку ж озвучену воду вносять до чашечки 4 з обробленим в центрифузі насінням (дослід 2) Спостерігають за характером проростання насіння, відмічаючи початок і темп росту паростків Приклад 1 До скляного циліндру внесли 200 мл води з-під крану, витримали її впродовж 24 год у кімнатних умовах при 20°С, після чого вказану воду розділили на два рівні об'єми Одну пробу води залишили інтактною - для контролю, а іншу озвучували шляхом занурення в неї ультразвукового випромінювача від апарату ЛОР-3 при пито2 мій потужності випромінювача 0,8 В т с м протягом 4 хв , що відповідало величині поглиненої водою 3 енергії ультразвукових коливань 1,610 Вт год мл Попередньо відібрали однакові за розміром і масою насіння квасолі, частину з якого піддали обробці відцентрових і сил кутового прискорення шляхом обертання в центрифузі при 610 о б 1 упродовж 15 хв Далі у 4 плоскі чашечки з укладеними на дно декількома шарами фільтрувального паперу помістили рівну КІЛЬКІСТЬ насінин квасолі і внесли озвучену і звичайну воду за схемою, наведеною на Фіг 1 - 1 чашечка - інтактне насіння, зволожене звичайною водою (контроль 1), - 2 чашечка - оброблене в центрифузі насіння, зволожене звичайною водою - (контроль 2), - З чашечка - інтактне насіння, зволожене озвученою водою (дослід 1), - 4 чашечка - оброблене в центрифузі і зволожене озвученою водою насіння (дослід 2) Для зменшення випаровування води насіння в чашечках прикривали зверху Спостерігали за характером проростання насіння, зокрема, реєстрували початок і темп росту паростків Результати дослідження (табл 1) вказують на суттєве підвищення бюактиваційної спроможності озвученої води Так, початок проростання насінин у озвученій воді мав місце вже на 2 добу (3-4 чашечки), тоді як інтактне насіння у звичайній воді (контроль 1) процес проростання розпочався на 2 доби пізніше, а оброблене в результаті обертання в центрифузі насіння (контроль 2) почало проростати лише на 6 добу Особливо помітна різниця в активності ростових процесів за показником КІЛЬКОСТІ насінин, що розпочали проростати Таблиця 1 Показники проростання насіння ква1 чашечка (консолі троль 1) п=10 Початок проростання, доба КІЛЬКІСТЬ пророслих насінин на другу добу від початку проростання Активність ростового процесу 4 Серп спостережень 2 чашечка 3 чашечка (до(контроль 2) слід 1) п=10 п=10 2 6 4 чашечка (дослід 2) п=10 2 2 (20%) 1 (10%) 6 (60%) 4 (40%) + +/ ++++ +++ Якщо в звичайній воді (інтактне насіння - контроль 1) на другу добу від появи перших ознак проростання фактично проросла 1 насінина з 10 (10%), а "пригнічене" (контроль №2) - лише 2 насінини з 10 (20 %), то в озвученій воді на другий день від початку перших ознак дружно проросли 60% інтактного насіння (дослід 1) і 40% - після обертання в центрифузі, тобто попередньо "пригніченого" насіння (дослід 2) Отримані результати переконливо ілюструють дані на Фіг 2, на яких 5854 очевидною є перевага темпової активності процесу проростання за критеріями довжини і товщини паростків у дослідних 3 і 4 чашечках, в яких насіння проростало під впливом попередньо озвученої води Приклад 2 Запропонованим способом пророщували насіння пшениці, вівса, квасолі, перцю і томатів В усіх випадках в озвученій воді проростання насіння відбувалося значно швидше і ефективніше, ніж у контролі Особливої уваги заслуговує при цьому здатність озвученої води ініціювати прискорене проростання попередньо "пригнічено го" насіння внаслідок дії відцентрових і сил кутового прискорення при обертанні в центрифузі Енергетичні пограничні параметри оптимального для запропонованої моделі озвучення води визначені додатковими дослідами, результати, яких наведені в табл 2 Так, при озвучені води 3 1 дозою в 0,210 Втгодмл біомаса паростків не перевищує контрольний рівень (Р>0,05), а пере3 вищення дози озвучення води за рівень 5 , 0 1 0 1 Вт год мл слід вважати недоцільним через несуттєвість змін (Р>0,05) Таблиця 2 Маса відокремлених від пророслого насіння квасолі паростків у залежності від поглиненої дози енергії ультразвукового опромінення, мг (Х±т) 1 Сери спостережень Інтактне насіння в озвученій ВОДІ п 120 "Пригнічене" обертанням при 610 3 о б 1 насіння в озвученій 126 ВОДІ Поглинена доза, Вт год мл" 5,0 10 6 0,510 і3 0,2 10 5,5 10 а 283±31 356±43 418 ±44 424 ± 55 >0,05