Фізіологія рослин і генетика 2021, том 53, № 5, 444-454, doi: https://doi.org/10.15407/frg2021.05.444

Вплив нанокарбоксилатів біогенних металів на енергію проростання та лабораторну схожість насіння сої

Кукол К.П.1, Пухтаєвич П.П.1, Рибаченко Л.І.1, Соболенко Л.Ю.2

  1. Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17
  2. Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини  20300 Умань, вул. Садова, 2

Проаналізовано вплив нанокарбоксилатів кобальту (Co), заліза (Fe), германію (Ge), міді (Cu), молібдену (Mo) та багатокомпонентного препарату аватар-2 із комплексом наночастинок мікроелементів у його складі на енергію проростання та лабораторну схожість насіння сої сортів Алмаз і Васильківська. Досліджено дію біогенних металів за обробки ними посівного матеріалу на показники маси сирої речовини, довжини сформованих проростків та накопичення сухої речовини. Виявлено стимулювальний вплив розчинів кобальту та комплексного препарату аватар-2 на енергію проростання насіння сої обох сортів, про що свідчить підвищення цього показника на 4,7—5,8 %. За дії нанокарбоксилату молібдену енергія проростання насіння сої сорту Алмаз знижувалась на 6,9 %, сорту Васильківська — 6,0 %. Встановлено відсутність інгібувального впливу більшості розчинів наночастинок біогенних металів та аватару-2 на лабораторну схожість насіння сої сортів Алмаз і Васильківська. Тенденцію до підвищення досліджуваного показника на 3,8—5,7 % виявлено за дії міді та аватару-2, якими обробляли насіння сої обох сортів, а також у варіанті з кобаль­том і залізом за впливу їхніх наночастинок на проростання насіння сої сорту Алмаз. Зафіксовано зменшення порівняно з контролем маси 8-добових проростків сої залучених у роботу сортів за попередньої обробки насіння розчинами наночастинок заліза (на 6,5 і 5,0 %) та міді (на 3,3 і 7,5 %). Встановлено підвищення цього показника на 4,0—6,7 % у варіантах досліду з обома сортами сої за дії кобальту та аватару-2. Обробка насіння сої сорту Алмаз нанокарбоксилатами заліза, германію, міді та молібдену призводила до зменшення довжини проростків порівняно з контролем на 4,1—11,7 %. За обробки насіння сорту Васильківська розчинами міді й молібдену цей показник знижувався на 6,6 та 4,6 % відповідно. Збільшення довжини проростків сої сортів Алмаз і Васильківська на 11,3 та 10,8 % у досліді забезпечувала попередня обробка посівного матеріалу багатокомпонентним мікроелементним препаратом аватар-2. От­же, ми встановили відмінності у дії однокомпонентних наночастинок біогенних металів і комплексного мікроелементного препарату аватар-2 на посівні якості насіння сої та морфометричні параметри сформованих проростків. Підвищення більшості досліджуваних показників у проростках сої сортів Алмаз і Васильківська зафіксовано за впливу хелатованої форми кобальту і препарату аватар-2, що вказує на доцільність вивчення ефективності їх застосуван­ня для передпосівної обробки насіння Glycine max (L.) Merr. в умовах вегетаційних і польових дослідів.

Ключові слова: Glycine max (L.) Merr., наночастинки металів, енергія проростання, лабораторна схожість, довжина і маса проростків

Фізіологія рослин і генетика
2021, том 53, № 5, 444-454

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

 1. Nesterchuk, Yu.О. (2019). Consumption of food products of plant origin by the population of Ukraine: state and directions of improvement. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva. Ekonomichni nauky, Iss. 206, pp. 342-353 [in Ukrainian].

 2. Taran, N.Yu., Batsmanova, L.M., Lopatko, K.G. & Kalenska, S.M. (2011). Technology of ecologicaly safe using of nanopreparation in adaptive crop cultivation. Fizyka zhyvoho, 19, No. 2, pp. 54-58 [in Ukrainian].

 3. Pruntseva, G.O. (2018). Nanotechnology as a factor in increasing the level of agricultural production in the context of ensuring food security of the country. Rehionalna ekonomika, No. 3, pp. 88-96 [in Ukrainian].

 4. Kalenska, S.M., Novytska, N.V., Maksin, V.I., Karpenko, L.D., Kaplunenko, V.H. & Doktor, N.M. (2018). Planting crops of grain and leguminous crops by pumping metal nanoparticles, fertilizing nanoparticles and immunomodulators. Irrigated Farming, 70, pp. 17-20 [in Ukrainian].

 5. Pysmenna, Yu.M., Panyuta, O.O. & Taran, N.Yu. (2018). The effect of pre-sowing seed treatment with nonionic colloidal solutions of silver and copper metal nanoparticles on growth and water-retaining ability of winter wheat seedlings. Chornomors’k. bot. z., 14, No. 1, pp. 26-31 [in Ukrainian].

 6. Zhao, L., Lu, L., Wang, A., Zhang, H., Huang, M., Wu, H., Xing, B., Wang, Z. & Ji, R. (2020). Nano-biotechnology in agriculture: use of nanomaterials to promote plant growth and stress tolerance. J. Agric. Food Chem, 68, No. 7, pp. 1935-1947. https:// doi.org/10.1021/acs.jafc.9b06615

 7. Rizwan, M., Ali, S., Qayyum, M. F., Ok, Y. S., Adrees, M., Ibrahim, M., Rehman, Z. U., Farid, M. & Abbas, F. (2017). Effect of metal and metal oxide nanoparticles on growth and physiology of globally important food crops: A critical review. Journal of Hazardous Materials, 322, pp. 2-16. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.05.061

 8. Zabolotnyi, G.M., Mazur, V.A., Tsyhanska, O.I., Didur, I.M., Tsyhanskyi, V.I. & Pantsyreva, H.V. (2020). Agrobiological bases of soybean cultivation and ways of maximum realization of its productivity. Vinnitsa: Tvory [in Ukrainian].

 9. Dragan, M.I., Grishchenko, R.E., Lyubchich, O.G., Larina, S.V. & Didenko, L.S. (2007). Sowing qualities of seeds of agricultural crops in an acidic medium. Collection of scientific works of the National Scientific Center Institute of Agriculture of NAAS, 2, pp. 83-88 [in Ukrainian].

10. Lisovitskaya, O.V. & Terekhova, V.A. (2010). Phytotest: main approaches, problems of laboratory method and actual solutions. Interactive Journal of Ecological Soil Science, 13, No. 1, pp. 1-18 [in Russian].

11. DSTU 4138-2002. Seeds of agricultural crops. Methods for determining quality. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2003 [in Ukrainian].

12. State Register of Plant Varieties Suitable for Dissemination in Ukraine in 2021 (2021). Kyiv, 531 p. Retrieved from https://sops.gov.ua/reestr-sortiv-roslin

13. Pohorila, L.H. (2015). Sowing qualities of soybean seed depending on the period of its storage. Feeds and Feed Production, 81, pp. 78-81 [in Ukrainian].

14. Panichkin, L.A. & Raikova, A.P. (2009). The use of metal nanopowders for pre-sowing seed treatment of agricultural products cultures. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy, 1, pp. 59-64 [in Russian].

15. Novictskaya, N. & Barzo, I. (2014). Sowing qualities of seeds of legumes on the effect of biogenic nanoparticles of metals. Sbornik nauchnykh trudov SWorld, 28, No. 2, pp. 30-34 [in Ukrainian].

16. Ngo, Q.B., Dao, T.H., Nguyen, H.C., Tran, X.T., Van Nguyen, T., Khuu, T.D. & Huynh, T.H. (2014). Effects of nanocrystalline powders (Fe, Co and Cu) on the germination, growth, crop yield and product quality of soybean (Vietnamese species DT-51). Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 5, No. 1, 015016. https://doi.org/10.1088/2043-6262/5/1/015016

17. Sitar, O.V. & Novictska, N.V. (2014). Content of biologically active substances of phenolic nature of soybean (Glycine max (L.) Merr.) for the actions of non-ionic colloidal solutions of nanoparticles of metals. Bulletin of Poltava State Agrarian Academy, No. 3, pp. 61-66 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31210/visnyk2014.03.10

18. Singh, A.K. (2015). Engineered nanoparticles: structure, properties and mechanisms of toxicity. Academic Press.

19. Churilov, G.I., Polischuk, S.D., Kuznetsov, D., Borychev, S.N., Byshov, N.V. & Churilov D.G. (2018). Agro ecological grounding for the application of metal nanopowders in agriculture. International Journal of Nanotechnology, 15, No. 4-5, pp. 258-279. https://doi.org/10.1504/IJNT.2018.094786

20. Nazarova, A.A., Polischchuk, S.D., Churilov, D.G., Gureeva, E.V. & Churilov, G.I. (2017). The use of nano-bio-preparations in the cultivation technology of the soybean variety ‘Svetlaya’. Zernovoe hozyajstvo Rossii, No. 4, pp. 10-14 [in Russian].