Получение новых кремнийорганических удобрений и их апробация при моделировании водных стрессов
https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-284-293
Аннотация
Зачастую растения подвергаются воздействию резкого изменения климатических условий, которые пагубно отражаются на урожае. Перспективным направлением для снижения негативного воздействия абиотических факторов на растения является применение препаратов кремния. Целью данной работы являлось получение кремнийорганических удобрений и их апробация при моделировании абиотических стрессов для растений яровой пшеницы. За основу получения новых кремнийорганических удобрений с защитными свойствами были взяты органические удобрения, разработанные во Всероссийском научно-исследовательском институте мелиорированных земель: компост многоцелевого назначения (КМН) и продукт ферментации (ПФ). Новые
кремнийорганические удобрения получали путем добавления метасиликата натрия в КМН и ПФ на стадии их дозревания в количестве 3 и 5 % масс. по SiO2. Растворение метасиликата сопровождалось активными процессами щелочного гидролиза, аммонификации и нитрификации, в результате которых повышалось содержание нитратов, гуминовых кислот и соединений кремния в готовых кремнийорганических удобрениях. Апробация новых кремнийорганических удобрений проводилась в лабораторном эксперименте путем моделирования водных стрессов (острый недостаток влаги и избыточная увлажненность почвы) для растений яровой пшеницы сорта Иргина. В целом наибольшая положительная реакция растений отмечена при использовании удобрений, содержащих 3 % SiO2. В вариантах с внесением новых удобрений имитирование острого недостатка влаги привело к развитию более мощных растений, характеризующихся незначительным изменением длины проростков на фоне достоверного увеличения их массы (в среднем на 7–10 % относительно исходных ПФ и КМН, не обогащенных кремнием). Моделирование условий избыточной влажности почвы в этих вариантах способствовало увеличению всех биометрических показателей в среднем на 6–11 % относительно исходных ПФ и КМН. Полученные кремнийорганические удобрения призваны уменьшать негативные абиотические воздействия на растения.
кремнийорганические удобрения получали путем добавления метасиликата натрия в КМН и ПФ на стадии их дозревания в количестве 3 и 5 % масс. по SiO2. Растворение метасиликата сопровождалось активными процессами щелочного гидролиза, аммонификации и нитрификации, в результате которых повышалось содержание нитратов, гуминовых кислот и соединений кремния в готовых кремнийорганических удобрениях. Апробация новых кремнийорганических удобрений проводилась в лабораторном эксперименте путем моделирования водных стрессов (острый недостаток влаги и избыточная увлажненность почвы) для растений яровой пшеницы сорта Иргина. В целом наибольшая положительная реакция растений отмечена при использовании удобрений, содержащих 3 % SiO2. В вариантах с внесением новых удобрений имитирование острого недостатка влаги привело к развитию более мощных растений, характеризующихся незначительным изменением длины проростков на фоне достоверного увеличения их массы (в среднем на 7–10 % относительно исходных ПФ и КМН, не обогащенных кремнием). Моделирование условий избыточной влажности почвы в этих вариантах способствовало увеличению всех биометрических показателей в среднем на 6–11 % относительно исходных ПФ и КМН. Полученные кремнийорганические удобрения призваны уменьшать негативные абиотические воздействия на растения.
Об авторах
Г. Ю. Рабинович
ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева»
Россия
Россия
д.б.н., профессор, директор ВНИИМЗ – филиал
170530, Тверская обл., Калининский р-н, п. Эммаус, 27, Российская Федерация
Ю. Д. Смирнова
ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева»
Россия
Россия
к.б.н., старший научный сотрудник ВНИИМЗ – филиал
170530, Тверская обл., Калининский р-н, п. Эммаус, 27, Российская Федерация
Н. В. Фомичева
ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева»
Россия
Россия
к.б.н., старший научный сотрудник, ВНИИМЗ – филиал
170530, Тверская обл., Калининский р-н, п. Эммаус, 27, Российская Федерация
Список литературы
1. Козлов А.В., Куликова А.Х., Яшин Е.А. Роль и значение кремния и кремнийсодержащих веществ в агроэкосистемах // Вестник Мининского университета. 2015. N 2 (10). С. 23–32.
2. Sacala E. Role of silicon in plant resistance to water stress // Journal of Elementology. 2009. Vol. 14. Issue 3. P. 619–630. https://doi.org/10.5601/jelem.2009.14.3.20
3. Haynes R.J. Significance and role of Si in crop production // Advances in Agronomy. 2017. Vol. 146. P. 83–166. https://doi.org/10.1016/bs.agron.2017.06.001
4. Матыченков В.В., Кособрюхов А.А., Шабнова Н.И., Бочарникова Е.А. Кремниевые удобрения как фактор повышения засухоустойчивости // Агрохимия. 2007. N 5. С. 63–67.
5. Уромова И.П., Копосова Н.Н. Влияние кремнийсодержащей агроруды на продуктивность и качество злаковых культур // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. N 6-5. C. 908–911.
6. Дабахова Е.В., Забегалов Н.В. Изучение кремнийсодержащих препаратов // Агрохимический вестник. 2011. N 2. С. 26–28.
7. Toresano-Sánchez F., Díaz-Pérez M., Diánez-Martínez F., Camacho-Ferre F. Effect of the application of monosilicic acid on the production and quality of triploid watermelon // Journal of Plant Nutrition. 2010. Vol. 33. Issue 10. P. 1411–1421. https://doi.org/10.1080/01904167.2010.489980
8. Merwad A.-R. Response of yield and nutrients uptake of pea plants to silicate under sandy soil conditions // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2018. Vol. 49. Issue 13. P. 1553–1562. https://doi.org/10.1080/00103624.2018.1474895
9. Патент № 2227129, Российская Федерация. Способ приготовления органоминеральной удобрительной смеси / В.Л. Головин, В.Н. Дрыганов, А.В. Зверев; патентообладатель Дальневосточный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации; заявл. 06.12.2001; опубл. 20.04.2004.
10. Кирейчева Л.В., Яшин В.М. Эффективность применения органоминеральных удобрений на основе сапропеля // Агрохимический вестник. 2015. N 2. С. 37–40.
11. Патент № 2223250, Российская Федерация. Полное комплексное органо- минеральное удобрение (цеолитовое-3) / Г.В. Васильев; патентообладатель Васильев Геннадий Васильевич; заявл. 02.04.2002; опубл. 10.04.2004.
12. Осипова Л.В., Курносова Т.Л., Быковская И.А. Повышение адаптивного потенциала ячменя ярового (Hordeum Vulgare L.) при действии абиотического стресса // Проблемы агрохимии и экологии. 2016. N 3. С. 48–51.
13. Сластя И.В. Использование соединений кремния для повышения продуктивности сортов ярового ячменя в условиях водного стресса // Сельскохозяйственная биология. 2013. Т. 48. N 2. С. 109–119.
14. Maghsoudi K., Emam Y., Pessarakli M. Effect of silicon on photosynthetic gas exchange, photosynthetic pigments, cell membrane stability and relative water content of different wheat cultivars under drought stress conditions // Journal of Plant Nutrition. 2016. Vol. 39. Issue 7. P. 1001–1015. https://doi.org/10.1080/01904167.2015.1109108
15. Самсонова Н.Е., Козлов Ю.В., Зайцева З.Ф., Шупинская И.А. Эффективность соединений кремния при обработке семян и растений кукурузы (Zea mays L.) // Агрохимия. 2017. N 1. С. 12–18.
16. Смывалов В.С., Захарова Д.А., Яшин А.Е. Влияние кремнийсодержащих материалов и минерального удобрения на биологическую активность чернозема выщелочного // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. N 3 (39). С. 19–25. https://doi.org/10.18286/1816-4501-2017-3-19-25
17. Колмыкова Т.С., Лукаткин А.С., Духовскис П., Куликова Н.Н. Эффект препарата Силк в условиях комплексного воздействия температурного и водного стрессов на растения томата // Сельскохозяйственная биология. 2012. Т. 47. N 1. С. 86–92.
18. Самсонова Н.Е. Капустина М.В., Зайцева З.Ф. Влияние соединений кремния и минеральных удобрений на урожайность яровых зерновых культур и содержание в них антиоксидантных ферментов // Агрохимия. 2013. N 10. С. 66–74.
19. Бурмистрова Т.И., Алексеева Т.П., Трунова Н.М., Терещенко Н.Н. Оценка влияния гуминового препарата на урожайность и качество яровой пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2016. N 10 (144). С. 20–24.
20. Чистяков А.В. Гуматы нового поколения // Защита и карантин растений. 2012. N 3. С. 5–6.
Рецензия
Для цитирования:
Рабинович Г.Ю., Смирнова Ю.Д., Фомичева Н.В. Получение новых кремнийорганических удобрений и их апробация при моделировании водных стрессов. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020;10(2):284-293. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-284-293
For citation:
Rabinovich G.Yu., Smirnova Yu.D., Fomicheva N.V. Obtaining of new organosilicon fertilisers and their testing via water stress modelling. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2020;10(2):284-293. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-284-293
Просмотров:
443
Послать статью по эл. почте 