Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Биология

Опубликовано в Молодой учёный №18 (98) сентябрь-2 2015 г.

Дата публикации: 16.09.2015

Статья просмотрена: 146 раз

Библиографическое описание:

Омельченко А. В., Юркова И. Н. Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи // Молодой ученый. — 2015. — №18. — С. 23-26. — URL https://moluch.ru/archive/98/22007/ (дата обращения: 17.07.2018).

Исследовано влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на устойчивость растений пшеницы к условиям моделируемой засухи на ранних этапах развития. Установлено, что под влиянием нанобиосеребра наблюдалось увеличение высоты и площади листовой поверхности, массы сухого вещества надземной части и корневой системы, а также отмечалось повышение транспирации и содержание воды в растениях пшеницы по сравнению с контролем.

Ключевые слова: нанобиосеребро, ростовые процессы, водный обмен, пшеница, засуха.

 

Одним из важнейших факторов, лимитирующих формирование высокого урожая растений, является засуха [1]. Поэтому повышение урожайности в условиях недостатка влаги в настоящее время является актуальной задачей. Нанопрепараты биогенных металлов, которые постепенно внедряются в практику растениеводства, снижают воздействие стрессовых факторов, к которым относится засуха [2]. Наночастицы воздействуют на биологические объекты на клеточном уровне, повышая эффективность протекающих в растениях процессов и обладают пролонгированным действием [3].

Одним из способов повышения урожайности в стрессовых условиях может являться предпосевная обработка семян наночастицами биометаллов. Механизм биологического воздействия нанометаллов до конца не изучен. Предполагается, что он связан с проникновением наночастиц в ионные каналы клеток семян, где происходит включение частиц в метаболические процессы на этапе набухания семян и их гетеротрофного питания, что в свою очередь усиливает ростовые процессы [4].

Применение наночастиц биогенных элементов в растениеводстве в качестве микроудобрений обеспечивает повышение устойчивости к неблагоприятным погодным условиям и увеличение урожайности (в среднем в 1,5–2 раза) почти всех продовольственных (картофель, зерновые, овощные, плодово-ягодные) и технических (хлопок, лен) культур. Эффект здесь достигается благодаря более активному проникновению микроэлементов в растение за счет наноразмера частиц и их нейтрального (в электрохимическом смысле) статуса [5].

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и показатели водного обмена проростков озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Материалы и методы исследования

Объектом для проведения исследований служила озимая пшеница (Triticum aestivum L.) сорта Подолянка. Водорастворимую нанобиокомпозицию серебра получали в матрице полисахарида альгината, восстанавливающего ионы серебра и стабилизирующего наночастицы [6]. В качестве фактора, имитирующего стресс при засухе, использовали полиэтиленгликоль (ПЭГ) с молекулярной массой 6000.

Семена перед посевом обрабатывали раствором нанобиосеребра в концентрации 200 мг/л, затем высушивали и проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, увлажненной дистиллированной водой при 24оС в течение 3 суток в термостате. Ранее было показано, что максимальное защитно-стимулирующее действие нанобиосеребра наблюдалось при концентрации 200 мг/л [7]. Затем проростки переносили на питательную среду Хогланда-Арнона, содержащую 5 % раствор ПЭГ-6000 и выращивали в течение 7 суток при 12-часовом световом периоде, освещенности 3,5 клк, температуре воздуха 25 оС и относительной влажности 60 %. Контролем служили семена без обработки нанобиосеребром.

Влияние нанобиосеребра на растения в условиях моделируемого стресса определяли по показателям ростовых процессов (высота проростков, площадь листовой поверхности, масса сухого вещества корней и надземной части) и водного обмена (интенсивность транспирации и оводненность листьев). Оводненность рассчитывали как разность между сырой и сухой массой растения в %. Транспирацию определяли весовым методом на торсионных весах.

Результаты исследования и их обсуждение

Установлено, что в условиях моделируемой засухи у проростков озимой пшеницы, семена которой были обработаны нанобиосеребром, наблюдалось увеличение высоты и площади листовой поверхности по сравнению с контролем. При этом было показано, что высота надземной части увеличилась на 21,9 %, площадь листовой поверхности на 10,9 % (табл. 1).

Таблица 1

Влияние обработки семян нанобиосеребром на морфометрические показатели надземной части 10-дневных проростков пшеницы, выращенных в условиях моделируемой засухи

Вариант опыта

Морфометрические показатели

Высота надземной части

Площадь листовой поверхности

см

%

см2

%

Семена без обработки (контроль) + 5 % ПЭГ

15,5±0,5

100,0

3,03±0,07

100,0

Семена, обработанные нанобиосеребром (200 мг/л) + 5 % ПЭГ

18,9±0,7

121,9

3,36±0,09

110,9

 

В условиях засухи отмечались и визуальные отличия в состоянии растений контрольного и опытного вариантов (рис.).

Надпись: бНадпись: а

Рис. Влияние нанобиосеребра на 10-дневные проростки пшеницы в условиях моделируемой засухи: а — семена без обработки (контроль) + 5 % ПЭГ, б — cемена, обработанные нанобиосеребром (200 мг/л) + 5 % ПЭГ

 

Показано, что в условиях засухи при обработке семян нанобиосеребром наблюдалось увеличение массы сухого вещества надземной части и особенно корневой системы проростков пшеницы по сравнению с контрольным вариантом. Так, прирост сухого вещества надземной части составил 18,9 %, а корневой системы — 27,4 % против контрольного варианта (табл. 2).

Таблица 2

Влияние обработки семян нанобиосеребром на накопление биомассы 10-дневных проростков пшеницы, выращенных в условиях засухи

Вариант опыта

Масса сухого вещества

корни, мг

надземная часть, мг

корни, %

надземная часть, %

Семена без обработки (контроль) + 5 % ПЭГ

6,3±0,2

16,4±0,6

100,0

100,0

Семена обработанные нанобиосеребром (200 мг/л) + 5 % ПЭГ

8,1±0,3

19,5±0,7

127,4

118,9

 

Одним из важных параметров, характеризующих водный обмен в условиях засухи, является интенсивность транспирации и содержание воды в листьях растений.

В таблице 3 показано, что под влиянием нанобиосеребра в условиях моделируемой засухи отмечалось повышение интенсивности транспирации на 59,4 %. Содержание воды в органах надземной части и корнях увеличилось на 5,2 % по сравнению с растениями, выращенными без обработки семян.

Таблица 3

Влияние обработки семян нанобиосеребром на показатели водного обмена 10-дневных проростков пшеницы, выращенных в условиях моделируемой засухи

Вариант опыта

Интенсивность транспирации

Оводненность тканей, %

г/м2.ч

%

корень

надземная часть

Семена без обработки (контроль) + 5 % ПЭГ

4,94±0,08

100,0

82,5±2,9

83,7±3,1

Семена обработанные нанобиосеребром (200 мг/л) + 5 % ПЭГ

7,90±0,09

159,4

77,3±2,2

88,9±3,5

 

Из анализа полученных результатов можно предположить, что обработка семян озимой пшеницы нанобиосеребром в концентрации 200 мг/л способствует более активному перемещению воды из корней в органы надземной части, что приводит к уменьшению содержания воды в тканях корня и увеличение этого показателя в органах надземной части. Последнее создает благоприятный фон для процессов анаболизма и накопления растительной биомассы в условиях засухи.

Таким образом, предпосевная обработка семян озимой пшеницы нанобиосеребром в концентрации 200 мг/л оказывало стимулирующее влияние на ростовые процессы и показатели водного обмена растений пшеницы в условиях моделируемой засухи.

 

Литература:

 

1.                  Ионова Е. В. Засуха и засухоустойчивость зерновых колосовых / Е. В. Ионова // Зерновое хозяйство России. — 2011. — № 2 (14). — С. 37–41.

2.                  Нанотехнология как движущая сила аграрной революции / А. М. Бовсуновский, С. О. Вялый, В. Г. Каплуненко, Н. В. Косинов // Зерно. — 2008. — № 11 (31). — С. 80–83.

3.                  Павлов Г. В. Биологическая активность ультрадисперсных порошков / Г. В. Павлов, Г. Э. Фолманис. — М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1999. — 77 с.

4.                  Разработка и проведение экспериментальной оценки эффективности применения в растениеводстве новых видов удобрений, полученных с использованием нанотехнологий / Н. П. Егоров, О. Д. Шафронов, Д. Н. Егоров, Е. В. Сулейманов // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. — 2008. — № 6. — С. 94–99.

5.                  Федоренко В. Ф. Направления использования нанотехнологий и наноматериалов в АПК и задачи информационного обеспечения их развития / В. Ф. Федоренко, Д. С. Буклагин, И. Г. Голубев // Геотехнологии-производству. — 2006. — С. 409–413.

6.                  Патент UA № 10539 Способ получения водорастворимой бактерицидной композиции, содержащей наночастицы серебра / Юркова И. Н.,Эстрела-Льопис В. Р., Рябушко В. И., Рябушко Л. И.; заявитель и патентообладатель Таврический национальный университет; — № u2001128682; заявл. 13.05.05; опубл. 15.11.05. Бюл. № 11.

7.                  Фунгицидное и стимулирующее действие наносеребра на пшеницу / И. Н. Юркова, А. В. Омельченко, В. С. Ржевская, М. Н. Жижина // Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 апреля 2014 г.: Часть 8. Тамбов: ООО «Консалтинговая компания Юком», 2014. — С. 162–163.

Основные термины (генерируются автоматически): надземная часть, моделируемая засуха, условие засухи, озимая пшеница, листовая поверхность, водный обмен, предпосевная обработка семян, семя, сухое вещество, Влияние обработки семян.


Ключевые слова

пшеница, нанобиосеребро, ростовые процессы, водный обмен, засуха.

Похожие статьи

Изменчивость полнозернистости семян березы повислой...

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Влияние лазерного излучения на рост семян редиса (raphanus...)

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Влияние микробиологического препарата Эмбико® на инфицированность семян озимой пшеницы фитопатогенными грибами.

Изучение влияния предпосевной обработки фунгицидами...

В статье приводятся данные результатов исследования влияния предпосевной обработки биологическими и химическими фунгицидами на активность гидролитических процессов в семенах подсолнечника нового урожая.

Влияние микробиологического препарата Эмбико® на...

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Последействие органических и нетрадиционных удобрений на...

яровая пшеница, ассимиляционная поверхность, предпосевная обработка семян, урожайность, листовая поверхность, существенное увеличение, фаза цветения, фаза кущения, биопрепарат, доза.

Влияние различных типов засухи на урожайность сортов озимой...

В условиях засухи в период налива зерна наиболее существенное снижение массы 1000 семян произошло у сортов озимой пшеницы Безенчукская 380, Бирюза, Базис, Эритроспермум 883...

Эффективность применения регуляторов роста при возделывании...

Регуляторы роста использовали для предпосевной обработки семян яровой пшеницы. Схема опыта включала следующие варианты: 1 — контроль (обработка семян водой)

Обоснование выбора варианта предпосевной обработки семян...

Имеющиеся литературные данные показывают [1, с.16], что предпосевная обработка семян подсолнечника биопрепаратами, способствует повышению их лабораторной всхожести. Нам представлялось важным определить, как они влияют на всхожесть в полевых условиях...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Изменчивость полнозернистости семян березы повислой...

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Влияние лазерного излучения на рост семян редиса (raphanus...)

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Влияние микробиологического препарата Эмбико® на инфицированность семян озимой пшеницы фитопатогенными грибами.

Изучение влияния предпосевной обработки фунгицидами...

В статье приводятся данные результатов исследования влияния предпосевной обработки биологическими и химическими фунгицидами на активность гидролитических процессов в семенах подсолнечника нового урожая.

Влияние микробиологического препарата Эмбико® на...

Влияние предпосевной обработки семян нанобиосеребром на ростовые процессы и водный обмен озимой пшеницы в условиях моделируемой засухи.

Последействие органических и нетрадиционных удобрений на...

яровая пшеница, ассимиляционная поверхность, предпосевная обработка семян, урожайность, листовая поверхность, существенное увеличение, фаза цветения, фаза кущения, биопрепарат, доза.

Влияние различных типов засухи на урожайность сортов озимой...

В условиях засухи в период налива зерна наиболее существенное снижение массы 1000 семян произошло у сортов озимой пшеницы Безенчукская 380, Бирюза, Базис, Эритроспермум 883...

Эффективность применения регуляторов роста при возделывании...

Регуляторы роста использовали для предпосевной обработки семян яровой пшеницы. Схема опыта включала следующие варианты: 1 — контроль (обработка семян водой)

Обоснование выбора варианта предпосевной обработки семян...

Имеющиеся литературные данные показывают [1, с.16], что предпосевная обработка семян подсолнечника биопрепаратами, способствует повышению их лабораторной всхожести. Нам представлялось важным определить, как они влияют на всхожесть в полевых условиях...

Задать вопрос