Статьи

Проведен лабораторный эксперимент по сорбции 2,4-Д на бентоните в Na-Ca-форме и на бентоните, модифицированном гексадецилтриметиламмонием бромидом (HDTMA-Br), в количестве, эквивалентном емкости катионного обмена монтмориллонита, доминирующего в минеральном составе бентонита. Установлено, что гидрофобизированный алкиламмонийными катионами бентонит сорбировал в 4,5 раза больше 2,4-Д, чем немодифицированный бентонит. Органобентонит проявил большее сродство к 2,4-Д, чем Na-Ca-бентонит. В исследованном диапазоне равновесных значений рН от 4 до 6 сорбционные центры гидрофобизированной поверхности органобентонита характеризуются энергетической однородностью по отношению к молекулам 2,4-Д (параметр n в уравнении Фрейндлиха ≈ 0,8), а основным механизмом сорбции 2,4-Д в изученном диапазоне рН являются гидрофобные взаимодействия. Возможность использования HDTMA-бентонита в целях уменьшения подвижности 2,4-Д в почвах и в ландшафтах, а также для создания новых препаративных форм пестицидов, может быть рассмотрена только после исследования токсичных свойств органоглины для нецелевых групп организмов.

В статье изучено влияние традиционных минеральных удобрений (аммиачной селитры, суперфосфата и хлорида калия), комплексных минеральных удобрений пролонгированного действия (Osmocote, Ruscote), а также фолиарной обработки растений лигногуматом на содержание макроэлементов (азот, фосфор, калий), фенольных соединений и антоцианов в листьях и ягодах черной смородины (Ribes nigrum L.) в течение трехлетнего опыта. Исследования проводили на одногодичных саженцах на почвенном стационаре Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Максимальное содержание фенольных соединений отмечено в листьях при использовании традиционных удобрений — 1,9 мг-экв. галловой кислоты⋅г⁻¹ и Osmocote — 1,8 мг-экв. галловой кислоты⋅г⁻¹ в 2022 г. Наибольшая концентрация фенолов в ягодах — 1,1 мг-экв. галловой кислоты⋅г⁻¹ – зафиксирована в 2023 г. при применении традиционных удобрений. Установлены положительные корреляции между содержанием макроэлементов в почве и растениях и содержанием фенолов в растительных образцах, что указывает на значимость азота и фосфора в их биосинтезе. Выявлено, что внесение удобрений снижает концентрацию антоцианов в ягодах с 196,7–219,5 до 105,3–111,7 мг×кг⁻¹ сырой массы, что может быть связано с уменьшением стрессовой нагрузки на растения. Наибольшее накопление азота в листьях и ягодах наблюдалось при использовании традиционных удобрений — 1,9 и 1,1%, соответственно, а фосфора и калия — при применении удобрения Ruscote (фосфора — 0,8 и 0,6%, соответственно, калия — 1,2 и 0,7%, соответственно). Полученные данные подчеркивают важность оптимизации удобрений для повышения питательной ценности и антиоксидантного потенциала черной смородины.

В статье рассматривается возможность фолиарного применения аминокислот (пролина, метионина и лизина) для регуляции метаболизма и формирования стрессоустойчивости у растений, аккумулирующих высокие концентрации кадмия. В вегетационном опыте был создан стресс, обусловленный внесением Cd(NO₃)₂ в почву в дозе 10 мг·кг^–1, что соответствует 5 ОДК. В эксперименте с ячменем сорта «Нур» изучали влияние данных аминокислот на биомассу, содержание общего и белкового азота в листьях, содержание пигментов и их соотношений (Хл a, Хл b, каротиноиды, Хл a / Хл b). Фолиарная обработка растений аминокислотами в отсутствие стрессовых условий сопровождалась достоверным увеличением надземной биомассы. Применение пролина, метионина и лизина в условиях высоких концентраций Cd в почве положительно влияло на биомассу ячменя и формирование колоса. Все растения, обработанные пролином и лизином, демонстрировали увеличение содержания всех пигментов (Хл a, Хл b, каротиноиды) по сравнению с контролем. Метионин положительно влиял на содержание хлорофиллов именно в условиях стресса, тогда как в отсутствие стресса содержание пигментов в растении снижалось. В ячмене, выращенном на почвах, загрязненных Cd, наблюдалось снижение содержания как общего, так и белкового азота, что свидетельствовало о нарушении метаболических процессов в условиях стресса. Фолиарная обработка аминокислотами в фазу кущения сопровождается увеличением содержания азота как в условиях стресса, так и при его отсутствии.

В настоящее время остается малоизученной физиолого-биохимическая роль отдельных групп фенолов, обладающих высокой биологической активностью. Так, функции гидроксикоричных кислот, относящихся к фенилпропаноидам, в частности кофейной кислоты (КК), остаются невыясненными. Цель данной работы заключалась в изучении действия разных концентраций кофейной кислоты на продуктивность ячменя, как в обычных условиях развития растений, так и в присутствии солевого стресса.

В серии лабораторных экспериментов с использованием разных тест-культур и в вегетационном опыте на растениях ярового ячменя Hordeum vulgare L. исследовалось влияние кофейной кислоты. Активность разных концентраций кофейной кислоты устанавливали с использованием нескольких методических подходов по фитотестированию: экспресс-методом в чашках Петри; в пластиковых плоских планшетах апликатным способом; в условиях выращивания растений в водных растворах.

Вегетационный опыт проводили на серой лесной среднесуглинистой почве с содержанием органического вещества 3,8%, слабокислой реакцией почвенного раствора (рН_KCl 5,9). В фазу 2–3-го листа вносили раствор NaCl (7,5 г×л^-1). Обработку растений кофейной кислотой проводили фолиарно один раз в фазу кущения. В опыте использовали три концентрации КК, обоснованные по результатам предварительных лабораторных экспериментов: 100 мкМ, 50 мкМ, 10 мкМ. В фазу начала трубкования провели уборку растений ячменя и отбор почвенных образцов.

В сухой растительной массе определяли содержание калия, натрия и общего азота. Для определения содержания хлорофилла и каротиноидов использовали флаговый лист растений.

По результатам фитотестирования установлено, что для однодольных и двудольных культур наибольшая активность проявляется в вариантах с наименьшими концентрациями КК (10 и 25 мкМ), тогда как более высокие концентрации КК (50 и 100 мкМ) существенно снижают все тест-показатели.

По результатам вегетационного опыта установлено, что кофейная кислота не оказывает достоверного стимулирующего действия. В условиях хлоридно-натриевого засоления с использованием высокой концентрации КК (100 мкМ) происходит незначительное повышение в почве содержания калия. Содержание же натрия в почве с применением КК снизилось. Общая масса растений в расчете на сосуд достоверно снизилась с 1,25 г/сосуд до 0,25 г/сосуд. Без применения NaCl обработка КК не сопровождалась достоверными изменениями массы ячменя.

Содержание хлорофилла (а и b) в контрольном варианте составляло 1,83 мг×г^–1 сырого материала, что существенно ниже по сравнению с его содержанием в листьях растений, которые были обработаны КК: 4,03 (концентрация КК 10 мкМ) и 3,14 мг×г^–1 (концентрация КК 100 мкМ). На фоне внесения NaCl содержание суммы хлорофиллов a и b снизилось до 0,24 мг×г^–1, а при обработке растений КК увеличилось: с 1,26 при низкой концентрации КК (10 мкМ) до 2,14 мг×г^–1 при высокой (100 мкМ). Использование КК в концентрации 100 мкМ сопровождалось увеличением содержания каротиноидов от 0,22 до 0,61 и на фоне засоления от 0,16 до 0,38 мг×г^–1.

Таким образом, использование КК для обработки растений в период вегетации в условиях засоления влияет на изменение физиологических процессов, что способствует их адаптации.