izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2026-1-24-35izvestiiatimacad-1006Research ArticleАГРОХИМИЯ, ПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЭКОЛОГИЯAGROCHEMISTRY, SOIL SCIENCE AND ECOLOGYЗащитное действие солей ультрамикроэлементов в условиях дефицита воды (на примере растений гречихи, выращенной в условиях разного содержания подвижного фосфора в почве)Protective effects of ultramicroelement salts under water deficit: a case study of buckwheat grown at varying soil available phosphorus levelshttps://orcid.org/0000-0003-3541-7300ЛапушкинаА. А.LapushkinaA. A.

Лапушкина Анастасия Андреевна - канд. биол. наук, доцент кафедры агрономической, биологической химии и радиологии.

127434, Москва, ул. Тимирязевская, 49

Anastasiya A. Lapushkina - CSc (Bio), Associate Professor at the Department of Agronomic, Biological Chemistry and Radiology, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy.

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127434

alapushkina@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9773-2077ЛапушкинВ. М.LapushkinV. M.

Лапушкин Всеволод Михайлович - канд. биол. наук, доцент, доцент кафедры агрономической, биологической химии и радиологии.

127434, Москва, ул. Тимирязевская, 49

Vsevolod M. Lapushkin - CSc (Bio), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Agronomic, Biological Chemistry and Radiology, Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy.

49 Timiryazevskaya St., Moscow, 127434

lapushkin@rgau-msha.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева»РоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation202608032026012435Copyright © Лапушкина А.А., Лапушкин В.М., 20262026Лапушкина А.А., Лапушкин В.М.Lapushkina A.A., Lapushkin V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/1006

В статье изложены результаты трехлетнего вегетационного опыта, направленного на исследование протекторного действия предпосевного смачивания семян растворами солей селена, ванадия, вольфрама и йода на биометрические характеристики гречихи и ее урожайность, а также на показатели качества зерна опытной культуры. Часть растений в начале бутонизации подвергалась искусственно созданному дефициту воды. Исследования проводились на двух почвах одного подтипа, но отличающихся содержанием подвижного фосфора. Для обеспечения бездефицитного уровня минерального питания в каждый сосуд вносились N150 мг/кг и К2О 100 мг/кг почвы. Согласно результатам, полученным по структуре урожая опытных растений, установлено отсутствие достоверного влияния используемых солей на количество соцветий и массу 1000 зерен. Наиболее отчетливо протекторные свойства ультрамикроэлементов проявлялись в условиях засухи при слабом уровне фосфорного питания растений: применение селенита натрия снизило потери зерна на 32%, ванадата аммония – на 20%, вольфрамата аммония – на 14%, йодида аммония – на 25%. В отсутствие обработки семян солями ультрамикроэлементов на урожайность сильно повлияло наличие повышенного содержания подвижного фосфора в почве: в условиях оптимального влагообеспечения гречиха сформировала на 40% больше зерна, а после перенесенной засухи – на 70% в сравнении с группой опытных растений, вегетировавших в тех же условиях, но на почве с низким содержанием фосфора. Значимых изменений в химическом составе полученного зерна в зависимости от условий выращивания (применения солей ультрамикроэлементов, разной обеспеченности почвы подвижным фосфором и растений водой) выявлено не было.

This paper presents the findings of a three-year pot experiment investigating the protective effects of pre-sowing seed treatment with solutions of selenium, vanadium, tungsten, and iodine salts on the biometric characteristics, yield, and grain quality of buckwheat. During the early budding stage, a subset of plants was subjected to an artificially induced water deficit. The study was conducted on two soils of the same subtype but with differing levels of available phosphorus. To ensure adequate mineral nutrition, all pots were amended with N (150 mg/kg) and K2O (100 mg/kg of soil). Analysis of the yield components revealed that the salts used had no significant effect on the number of inflorescences or the thousand-kernel weight. The protective properties of these ultramicroelements were most pronounced under drought conditions combined with low phosphorus availability: the application of sodium selenite reduced grain yield losses by 32%, ammonium vanadate by 20%, ammonium tungstate by 14%, and ammonium iodide by 25%. In the absence of seed treatment, yield was strongly influenced by an increased content of soil available phosphorus; under optimal moisture, buckwheat produced 40% more grain, and after drought, 70% more compared to plants grown on low-phosphorus soil. No significant changes in the chemical composition of the grain were identified across the various growing conditions (application of ultramicroelement salts, varying soil available phosphorus levels, or water availability).

гречихадефицит водыпредпосевная обработка семянселенит натрияванадат аммониявольфрамат аммонияйодид аммонияbuckwheatwater deficitpre-sowing seed treatmentsodium seleniteammonium vanadateammonium tungstateammonium iodideРабота выполнена за счет средств Программы развития университета в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».The research was funded by the University Development Program as part of the “Priority 2030” Strategic Academic Leadership Program.ReferencesГоловацкая И.Ф., Кулагина Ю.М., Крахалева А.В. Влияние селенита и селената натрия на рост и продуктивность пшеницы Иргина в зависимости от способов обработки // Вестник Томского государственного педагогического университета. 2012. № 7 (122). С. 111-115. EDN: PCEUHBGolovatskaya I.F., Kulagina J.M., Krahaleva A.V. The influence of selenite and selenate sodium on growth and productivity of wheat of variety Irgina depending on methods of processing. Tomsk State Pedagogical University Bulletin. 2012;(7(122)):111-115. (In Russ.)Dobosy P., Nguyen H.T.P., Zаray G., Streli C. et al. Effect of iodine species on biofortification of iodine in cabbage plants cultivated in hydroponic cultures. Sci Rep. 2024;14(1):15794. https://doi.org/10.1038/s41598-024-66575-zDobosy P., Nguyen H.T.P., Zаray G., Streli C. et al. Effect of iodine species on biofortification of iodine in cabbage plants cultivated in hydroponic cultures. Sci Rep. 2024;14(1):15794. https://doi.org/10.1038/s41598-024-66575-zHanus-Fajerska E., Wiszniewska A., Kamin´ska I. A Dual Role of Vanadium in Environmental Systems-Beneficial and Detrimental Effects on Terrestrial Plants and Humans. Plants. 2021;10:1110. https://doi.org/10.3390/plants10061110Hanus-Fajerska E., Wiszniewska A., Kamin´ska I. A Dual Role of Vanadium in Environmental Systems – Beneficial and Detrimental Effects on Terrestrial Plants and Humans. Plants. 2021;10:1110. https://doi.org/10.3390/plants10061110Liu H., Xiao C., Qiu T., Deng J. et al. Selenium Regulates Antioxidant, Photosynthesis, and Cell Permeability in Plants under Various Abiotic Stresses: A Review. Plants (Basel). 2022;12(1):44. https://doi.org/10.3390/plants12010044Liu H., Xiao C., Qiu T., Deng J. et al. Selenium Regulates Antioxidant, Photosynthesis, and Cell Permeability in Plants under Various Abiotic Stresses: A Review. Plants (Basel). 2022;12(1):44. https://doi.org/10.3390/plants12010044Верниченко И.В., Осипова Л.В., Курносова Т.Л., Быковская И.А. и др. Влияние селена и кремния на устойчивость растений ячменя к засухе и наличие в почве алюминия при внесении меченого 15NО3- // Плодородие. 2018. № 5 (104). С. 12-15. EDN: YLGLCHVernichenko I.V., Osipova L.V., Kurnosova T.L., Bikovskaya I.A. et al. Influence of selenium and silicon on the stability of barley plants to drought and the presents in the soil of aluminium under applying of labelled with 15N nitrate nitrogen. Plodorodie. 2018;(5(104)):12-15. (In Russ.)Лапушкина А.А., Верниченко И.В., Осипова Л.В. Влияние селена и кремния на устойчивость растений ячменя к почвенной засухе // Инновационные технологии в АПК: теория и практика: Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: РИО ПГАУ, 2018. С. 128-131. EDN: XNQEJNLapushkina А.А., Vernichenko I.V., Osipova L.V. The influence of selenium and silicon on the stability of barley plants to soil drought. VI Vserossiyskaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya ‘Innovatsionnye tekhnologii v APK: teoriya i praktika’. March 28-29, 2018. Penza, Russia: Penza State Agrarian University, 2018:128-131. (In Russ.)Rojek J., Kozieradzka-Kiszkurno M., Kapusta M., Aksmann A. et al. The effect of vanadium (IV) complexes on development of Arabidopsis thaliana subjected to H2O2-induced stress. Funct. Plant Biol. 2019;46:942-961. https://doi.org/10.1071/FP18262Rojek J., Kozieradzka-Kiszkurno M., Kapusta M., Aksmann A. et al. The effect of vanadium (IV) complexes on development of Arabidopsis thaliana subjected to H2O2-induced stress. Funct. Plant Biol. 2019;46:942-961. https://doi.org/10.1071/FP18262Li Q., Zheng X., Chen M. Ecotoxicological effects of tungsten on celery (Apium graveolens L) and pepper (Capsicum spp.). PeerJ. 2024;12: e17601. https://doi.org/10.7717/peerj.17601Li Q., Zheng X., Chen M. Ecotoxicological effects of tungsten on celery (Apium graveolens L) and pepper (Capsicum spp.). PeerJ. 2024;12: e17601. https://doi.org/10.7717/peerj.17601Adamakis I.D., Panteris E., Eleftheriou E.P. Tungsten Toxicity in Plants. Plants (Basel). 2012;1(2):82-99. https://doi.org/10.3390/plants1020082Adamakis I.D., Panteris E., Eleftheriou E.P. Tungsten Toxicity in Plants. Plants (Basel). 2012;1(2):82-99. https://doi.org/10.3390/plants1020082Beisekova M., Zhangazin S., Kurmanbayeva A., Masalimov Z. et al. Influence of tungsten and molybdenum on Н2О2 accumulation in n.benthamiana plant. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2022;4:58-62. https://doi.org/10.11134/btp.4.2022.7Beisekova M., Zhangazin S., Kurmanbayeva A., Masalimov Z. et al. Influence of tungsten and molybdenum on Н2О2 accumulation in n.benthamiana plant. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2022;4:58-62. https://doi.org/10.11134/btp.4.2022.7Kumar A., Aery N.C. Effect of tungsten on growth, biochemical constituents, molybdenum and tungsten contents in wheat. Plant Soil Environ. 2011;57:519-525. https://doi.org/10.17221/345/2011-PSEKumar A., Aery N.C. Effect of tungsten on growth, biochemical constituents, molybdenum and tungsten contents in wheat. Plant Soil Environ. 2011;57:519-525. https://doi.org/10.17221/345/2011-PSEZhang Y., Cao H., Wang M., Zou Z. et al. A review of iodine in plants with biofortification: Uptake, accumulation, transportation, function, and toxicity. Sci Total Environ. 2023;878:163203. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163203Zhang Y., Cao H., Wang M., Zou Z. et al. A review of iodine in plants with biofortification: Uptake, accumulation, transportation, function, and toxicity. Sci Total Environ. 2023;878:163203. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163203Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. Москва: Наука, 1968. 266 с.Zhurbitsky Z.I. Theory and practice of the vegetative method. Moscow, USSR: Nauka, 1968:266. (In Russ.)Ступакова Г.А., Игнатьева Е.Э., Деньгина С.А. Стандартные образцы в обеспечении лабораторий АПК. Коллекция стандартных образцов состава разных типов почв, растениеводческой продукции ФГБНУ «ВНИИ агрохимии» // Плодородие. 2021. № 5 (122). С. 84-90. https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.122.21Stupakova G.A., Ignatyeva E.E., Dengina S.A. Reference materials in providing of laboratories of the agro-industrial complex. Collection of reference materials of different types of soils and crop production of the Pryanishnikov Institute of Agrochemistry. Plodorodie. 2021;(5(122)):84-90. (In Russ.) https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.122.21Афанасьев Р.А. К методике дисперсионного анализа результатов многолетних полевых опытов // Агрохимия. 2004. № 5. С. 85-91. EDN: ONKVNXAfanas’ev R.A. The variance analysis of the results of long-term field experiments. Agrochemistry. 2004;(5):85-91. (In Russ.)Jin J., Lauricella D., Armstrong R., Sale P. et al. Phosphorus application and elevated CO2 enhance drought tolerance in field Pea Grown in a phosphorus-deficient vertisol. Ann. Bot. 2015;116:975-985. https://doi.org/10.1093/aob/mcu209Jin J., Lauricella D., Armstrong R., Sale P. et al. Phosphorus application and elevated CO2 enhance drought tolerance in field Pea Grown in a phosphorus-deficient vertisol. Ann. Bot. 2015;116:975-985. https://doi.org/10.1093/aob/mcu209Mamnabi S., Nasrollahzadeh S., Ghassemi-Golezani K., Raei Y. Improving yield-related physiological characteristics of spring rapeseed by integrated fertilizer management under water deficit conditions. Saudi J. Biol. Sci. 2020;27:797-804. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.01.008Mamnabi S., Nasrollahzadeh S., Ghassemi-Golezani K., Raei Y. Improving yield-related physiological characteristics of spring rapeseed by integrated fertilizer management under water deficit conditions. Saudi J. Biol. Sci. 2020;27:797-804. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.01.008

The authors declare that there are no conflicts of interest present.