Защитное действие солей ультрамикроэлементов в условиях дефицита воды (на примере растений гречихи, выращенной в условиях разного содержания подвижного фосфора в почве)

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.

1. Головацкая 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: PCEUHB

2. 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-z

3. Hanus-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/plants10061110

4. Liu 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/plants12010044

5. Верниченко 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: YLGLCH

6. 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: XNQEJN

7. 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/FP18262

8. Li 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.17601

9. Adamakis I.D., Panteris E., Eleftheriou E.P. Tungsten Toxicity in Plants. Plants (Basel). 2012;1(2):82-99. https://doi.org/10.3390/plants1020082

10. Beisekova 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.4.2022.7

11. Kumar 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-PSE

12. Zhang 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.2023.163203

13. Журбицкий З.И. Теория и практика вегетационного метода. Москва: Наука, 1968. 266 с.

14. 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/S19948603.2021.122.21

15. Афанасьев Р.А. К методике дисперсионного анализа результатов многолетних полевых опытов // Агрохимия. 2004. № 5. С. 85-91. EDN: ONKVNX

16. 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/mcu209

17. Mamnabi 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