CC BY
21Фюголопя рослин
УДК 633.522:57:631.52 https://doi.Org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117752
Фггомелшративш властивосп рослин СаппаЫ5 sativa L. залежно в1*д сортових особливостей культури
В. М. Кабанець1, Л. М. Михальська2, В. В. Швартау2, В. М. Матус3
Чнститут альського господарства ГИвтчного Сходу НААН УкраТни, вул. Зелена, 1, с. Сад, Сумський р-н, Сумська обл., 42343, Украина, е-таИ: [email protected]
21нститут ф!31ологИ'рослин / генетики НАН УкраТни, вул. Васильювська, 31/17, м. КиТв, 03022, УкраТна 3УкраТнський институт експертизи сортов рослин, вул. Генерала Родимцева, 15, м. КиТв, 03041, УкраТна
Мета. Досл1'дити сортов1 особливосп' рослин конопель поа'вних з метою пол1'пшення яккних показник1'в ^рунлв, на яких вони ростуть, визначити вм1'ст неоргат'чних елемент1'в у ^рунл, р1'вень Ух накопичення у стеблах рослин 1 наант. Методи. 0сновн1 - польовий 1 спектрометричний. Результати опрацьовували за загальноприйнятими методиками у землеробств1, рослинництв1 та статистиц1. Вар1'анти досл1'ду - сорти 'Гляна', 'Глепя': 1) ^рунт; 2) стебла; 3) нас1'ння. Схеми ДОСЛ1Д1В: а) техн1'чна стигл1'сть рослин, м1жряддя 45 см; б) техтчна стигл1'сть рослин, м1жряддя 15 см; в) бюлопчна стигл1'сть рослин, м1'жряддя 45 см; г) б1'олоп'чна стигл1'сть рослин, м1'жряддя 15 см. Результати. Визначено величину акумуляц'У лужноземель-них метал1'в та 'Ухн1'х сполук нас'нням 1 стеблами рослин конопель поа'вних залежно в1'д 'Ух вм1'сту в Грунтах. Виявлено, що стебла рослин сорту 'Глепя' накопичували стронцш ^г) та його сполук значно менше пор1вняно з рослинами сорту 'Гляна', а в напнт сорту 'Глепя' вмкт цього х1м1чного елемента був вищим пор1вняно з попередтм сортом на 70 1 78% в1дпов1дно. Р1зниця в накопиченн сполук бар1ю (Ва) в наант сорлв конопель попвних була нектотною, тод1 як тканини стебел рослин сорту 'Гляна' накопичували його сполук значно больше пор1вняно з сортом Тлеая'. Досл1дженнями не виявлено впли-ву частки сорту, площ1 живлення та фази достигання на процеси акумуляц1'У рослинами сполук магнш (Мд). Сорт 'Глепя' накопичував у тканинах стебел рослин в1дчутно менше кальцш (Са) та його сполук пор1вняно з рослинами сорту 'Гляна': у вар1антах фази техтчно'У стиглосл рослин у попвах з м1жряддями 45 см (а) 1 г - рослини вузькорядного випву (15 см) у фаз1 б1олог1чноУ стиглосл на 30,94 1 15,95 мг/кг больше за наявносл у ^рунт1 та у вар1антах фази техтчноУ стиглосл рослин вузькорядного випву (15 см) 1 у фаз1 б1олог1чноУ стиглосл з широкорядним випвом (45 см) - на 34,54 1 24,19 мг/кг менше за наявносл в ^рунл. Висновки. На показники акумуляцУУ лужноземельних метал1в рослинами конопель попвних 1стотно вплинули: концентраця сполук певного х1м1чного елемента в орному шар1 Грунту, р1вень енергетичного (св1тлового) забезпечення рослин у процеп вегетацУУ, сортов1 особливосл конопель попвних, етапи органогенезу рослин 1 специф1чн1 особливосл Ух наземноУ частини - стебел - накопичувати ц1 х1м1чн1 елементи, а також напнням. Встановлено сортову залежнкть щодо накопичення важких метал1в тканинами рослин 1 напнням конопель попвних. Для отримання еколопчно чистоУ продукцУУ необх1дно враховувати сортов1 особливосл рослин щодо здатносл поглинати й акумулювати вщповщт х1м1чн1 елементи та Ухнп сполуки тд час вирощування культури.
Ключов! слова: конопл/ поавш, акумуляц!я, сорти, мжряддя, наання, стебло, неоргатчн/ елементи.
Вступ
Конопл1 пос1вш займають особливе м1сце серед техшчних культур, вирощуваних в Украш! Кр1м господарського значення, рос-
Viktor Kabanets
http://orcid.org/0000-0002-5981-7184 Ludmila Mykhalskaya http://orcid.org/0000-0002-0677-5574 Victor Schwartau
http://orcid.org/0000-0001-7402-5559 Valentina Matus
http://orcid.org/0000-0002-2267-4757
лини ще! культури мають таку щнну влас-тив1сть, як здатшсть до фиомелюраци, тоб-то полшшення яксних показник1в Грунту, на якому вони ростуть [1].
Р1вень забрудненост1 Трунив залежить в1д бюкл1матичних особливостей природно! зони, властивостей Грунту, вирощуваних культур, системи застосування добрив, х1-м1чно! природи сполук, р1вня !х розчинност1 й переходу в ^рунтовий поглинальний комплекс, агротехшки тощо [2, 3]. Систематичне внесення мшеральних добрив 1 х1м1чних ме-люранпв для шдвищення р1вня родючост1 Трунив неминуче пов'язано з потраплянням
2518-1017 РьЛШТ VлRIETIES SтUDYING ЛЛИ РгОТЕСТЮЩ 2017, Уоь. 13, N0 4
423
у ^рунт забруднювальних речовин, що ма-ють токсичний вплив на рослини, тварин i оргашзм людини.
Oсновнi хiмiчнi сполуки, наявш у Грунта, надходять в оргашзм людини через rnmi суб-страти, яш контактують i3 Грунтом - воду, по-вiтря, рослини. Тому важливо дослiджувати вмiст хiмiчних елеменпв i ¿'хшх сполук, якi можуть мщэувати в атмосферу, 1*рунтов1 або поверхневi води чи накопичуватися в росли-нах. Унасл1док таких транслокацш хiмiчних елементiв погiршуeться якiсть с1льськогос-подарсько!' продукцй. Miнiстерство охорони здоров'я Украши затвердило показники гранично допустимо! концентрацй' (ГДК) для багатьох важких металiв, проте не всгх, якi були виявленi внасл1док проведених аналiзiв у досл1дах [4]. Тому визначення рiвня шк1дли-вого ¿х впливу на бiологiчнi об'екти за шльшс-ним показником вмiсту в ^руш! д1лянок, де проводили досл1дження, ускладнено.
Поглинання та накопичення ильськогос-подарськими рослинами бiологiчно актив-них речовин е динамiчним процесом, який залежить ввд багатьох чинникiв довшлля, зокрема й антропогенних. До того ж, деяк небезпечнi забруднювачi групи лужноземель-них металiв виявляють високу токсичнсть, здатнi потрапляти в бюлоичний кругообiг i накопичуватися в органiзмi людини. Тому актуальним е дослвдження сортових особли-востей рослин культури конопель поивних щодо здатностi полшшувати якiснi показники Грунту, виносячи з нього важк метали та ¿'хш сполуки, якi пiсля переробки рослин-ницько! продукцй втрачають токсичтсть i не становлять загрози здоров'ю людини.
Мета дослгджень - дослвдити сортовi особ-ливостi рослин конопель поивних з метою полiпшення яксних показникiв Трунив, на яких вони ростуть, визначивши вмiст неор-ганчних елементiв у Грунта, рiвень ¿х накопичення у стеблах рослин i насiннi.
Материали та методи досл1'джень
Польовi досл1дження проводили в умовах експериментально' бази Досл1дно' станцп лу-б'яних культур 1нституту сльського господар-ства Пiвнiчного Сходу НААН Украши (м. Глу-хiв, Сумська обл.) протягом 2014-2016 рр.
Насшня конопель посiвних висiвали в першш декадi травня на глибину 2-3 см. Вирощування рослин у почвах та догляд за ними ввдповщали технологи, рекомендова-нiй для зони Л!состепу.
Зразки частин рослин (стебла, плоди) ввд-бирали у фазi технiчноi та бюлогачно1' стиг-лосп, зразки Грунту з орного шару на д^ян-
ках закладання дослав глибиною 0-30 см -перед поивом культури та пiсля закшчення вегетацiйного перiоду.
Варiанти дослiду - сорти 'Гляна' i 'Гле-с1я': 1) ^рунти; 2) стебла; 3) насшня. Схеми дослав: а) технчна стиглiсть рослин, мiж-ряддя 45 см; б) технчна стиглiсть рослин, мiжряддя 15 см; в) бюлоична стиглiсть рослин, мiжряддя 45 см; г) бюлоична стиглiсть рослин, мiжряддя 15 см.
Проводили триразовий аналiз вмiсту важких металiв у Грунта, насiннi та стеблах конопель в 1нституп фiзiологii рослин i генетики НАН Украши.
Елементний склад у дослвдних зразках визначали методом ICP-MS на емюшному мас-спектрометрi Agilent 7700x. Зразки ви-сушували до сухо' маси й озолювали в азот-нш кислотi (осч) за допомогою мшрохвильо-во' пробопiдготовки MilestoneStart D. Отри-маний екстракт доводили до об'ему 50 мл водою 1-го класу (18 Мом) iз використанням системи очищення води Scholar-UV NexUp 1000 (HumanCorporation, Корея).
Для розрахункiв використали Microsoft Excel та пакет програм для статистичного аналiзу Statistica 8.0 [6, 7].
Результати досл1'джень
Аналiз результатiв трирiчних дослiджень особливостей накопичення неорганчних елементiв частинами рослин конопель по-сiвних свiдчить, що лужноземельш метали по-рiзному потрапляють з Грунту в рослину.
Cтронцiй (Sr) зустрiчаeться в природi пе-реважно у формi сульфатiв i карбонатiв. Зна-чення елемента в життeдiяльностi тварин i рослин е негативним. Однак вш завжди на-явний в бюлоичному органiзмi як постш-ний супутник кальщю, частково замщую-чи його. Шдвищений вмiст Sr в органiзмi людини призводить до ураження тканин ксток i збiльшення '¿х крихкостi, зумовлюе швидке руйнування зубiв. Уражуються та-кож печiнка i кров [8].
ГДК Sr у рослиннш сировинi - 1,0 мг/кг [8]. За результатами (таблиця), вмгст цього елемента в Грунта дослвдних дiлянок був io-тотним - 46,4 мг/кг (середне значення за три роки). Тому дослвдження накопичення стронщю рослинами рiзних сортiв конопель поивних i розроблення агротехнiчних захо-дiв для зменшення його вмгсту в бiосировинi е актуальними.
За результатами дослвджень встановлено, що насшня конопель акумулюе Sr набагато менше порiвняно з тканинами стебел в уих варiантах дослiду в рослинах сорту 'Гляна':
424
ISSN 2518-1017 PlaNT VftRIETIEs StuDYING ЛЛР Protection, 2017, Т. 13, №4
а) на 38%; 6) 36%; в) 31%; г) 34%; у рослин сорту Тлес1я': а) на 44%; 6) 51%; в) 34% i г) 33% менше.
Анал!зом BMicTy Sr у тканинах стебел конопель виявлено, що майже в ycix вар!антах дослвду сорт 'Глеciя' накопичував його зна-чно менше поpiвняно з рослинами сорту 'Гляна', KpiM вapiaнтa (г) - рослини вузькорядних поздв^в (15 см) у ôaçi бюлоично!" cтиглоcтi. У ôaçi тех^чно! стиглост. рослин у поciвax з м:1жряддям 45 см piзниця становила 5,34 мг/кг, або 83%; з м!жряддям 15 см - 11,6 мг/кг, або 66%. У фaзi бюлоично! стиглосп рослин у почвах з м!жряддям 45 см - в1дпов1дно 9,63 мг/кг, або 71% ; з м!жряддям 15 см - 0,7 мг/кг, або 97%.
Потрапляння сполук Sr у насшня конопель мало дещо шшу тенденц1ю. У фaзi бюлопчно! стиглосп в насшш обох сортв значно менше цього х!м!чного елемента пор!вняно з фазою техшчно! стиглосп рослини. Зокрема, у насшня сорту 'Гляна' вмгст Sr у фаз! тех^чно! сти-глосп перевищував його акумулящю у фаз! бюлогчно! на 88% у почвах з м!жряддям 45 см та на 76% - у почвах з м!жряддям 15 см. У сорту 'Глеая' вмгст Sr був вищим пор!вняно з попередшм сортом на 70 i 78% в1дпов1дно.
Отже, сортова агротехн1ка вирощування впливае на штенсившсть процеов накопичення стронц1ю рослинами конопель поывних.
Варш (Ва) у земнш кор! концентруеться в середшх i кислих магматичних породах - у межах 400-1200 мг/кг. У геох!м!чних про-цесах Ba зазвичай асощюеться з кал!ем (K+) через наближенсть !'хшх юнних рад!ус!в, тому вш наявний переважно у склад! при-родних сполук лужного польового шпату й бютиту [9]. Вив!льнений внаслвдок вивгтрю-вання з природних мшерал!в Ва малорухо-мий, оскльки легко ос1дае у форм! сульфат-них i карбонатних солей, адсорбуеться глинами i накопичуеться в мшералах i конкре-щях, що мкстять марганець i фосфор. Для Трунив Украши меж! коливань вмгсту Ва в поверхневому mapi так!: для шдзолистих i шщаних - ввд 180 до 260, для чорнозем!в -ввд 475 до 620 мг/кг [10].
За результатами дослщжень вмкст бар!ю у Грунта д!лянок, де вирощували конопл! поивш, коливався ввд 84 до 100 мг/кг, що дещо менше ввд величин, наведених у л:те-ратурних джерелах.
У рослинах конопель посвних р!вень накопичення Ва не перевищував шлькох ppmw. Найменше його було в насшш. У вар!антах досл1ду у фаз! техн:чно'1 стиглост! вмгст цього х!м!чного елементу в рослинах, що вегетували в широкорядних поовах сорту 'Гляна', стано-
вив 2,6% загально! його млькосп в Грунта, а у вузькорядних (м:1жряддя 15 см) - 2,2%; з досягненням бюлопчно! стиглосп - 2,3 i 1,8% ввдповвдно. За результатами досл1ду насшня сорту 'Глес!я' акумулювало його пор!вняно з величиною вмгсту в 1*руш! у таких обсягах: 2,7, 2,3, 1,5 та 1,8%.
Тканини стебел конопель поивних нако-пичували дещо больше Ва, пор!вняно з на-сшням. Стебла сорту 'Гляна' в дослвдах аку-мулювали Ва з Грунту в таких обсягах: 10,1, 11,6, 13,7 та 7,9% ввдповвдно.
За результатами досл1джень вмгст Ва у стеблах рослин сорту 'Глеся' становив 9,2, 8,1, 5,9 та 7,6% ввдповвдно до вмгсту в ^рунтъ
Якщо за р!внем накопичення Ва у насшн р!зниця м!ж сортами була негстотною, то в стеблах культури - досить ввдчутною. Рослини сорту 'Гляна' накопичували його б!ль-ше пор!вняно з сортом 'Глеия'.
Виявлена залежшсть св1дчить про вплив сортово! агротехшки на вмгст Ва у рослинах конопель посвних. Це важливо для отримання еколопчно чисто'! рослинно! продукцй, осшль-ки вмст Ва перевищував у всх вар!антах дос-л1ду р!вш ГДК для бюсировини (0,7 мг/кг).
Таким чином, р!зниця м!ж вмстом строн-щю i бар1ю в Грунта. була гстотною: в середньо-му Ва накопичувалося б1льше на 49,2 мг/кг. Особливоста ж акумуляци цих елеменпв у час-тинах рослин конопель були протилежними.
У середньому за роки досл1джень, пор!вняно з бар!ем, стронщю б1льше накопичувалося у частинах рослин конопель. Так, у насшш сорту 'Гляна' Sr було б1льше в1дпов1дно у вар!ан-тах: техшчна стиглгсть рослин !з м!жряддям 45 см - у 9,6, з м:1жряддям 15 см - 10,3 раза; бюлопчна стиглгсть рослин з м!жряддям 45 см - 8,4, з м!жряддям 15 см - у 7,7 раза.
Насшня сорту 'Глеия' у вар!антах досл^ ду накопичувало Sr б1льше шж Ba: техшчна стиглгсть рослин з м!жряддям 45 см - у 9,3, з м:1жряддям 15 см - 9,5 раза; бюлопчна стиг-лгсть рослин з м!жряддям 45 см - у 6,7, з м!жряддям 15 см - 7,3 раза. Щодо величини акумуляци цих елементв тканинами стебел, то сорт 'Гляна' в середньому у вар!антах дос-лвду накопичував Sr б1льше н:1ж Ba у 21,5 раза, тод! як сорт 'Глеся' - у 18,0 раз!в.
Отже, результати дослвджень сввдчать про те, що накопичення таких лужноземельних метал!в як стронцш i барш рослинами конопель залежить не пльки в!д величини !х вм!сту у ^рунт!.
В!домо, що берилш (Ве) е !нг:б!тором де-яких фермент!в, а його шдвищеш концен-трацГ! у навколишньому середовищ! можуть спричинювати онкозахворювання у людини
ISSN 2518-1017 ГЬЛМТ VлRIETÏES StuDYING ЛМР protection, 2017, Vol. 13, No 4
425
Таблиця
Bmi'ct лужноземельних метал1'в у ^рунп' та рослинах конопель попвних (середне за 2014-2016 рр.) M ± m, n = 30
Сорти
'Гляна' 'Глестя'
Стиглкть
техтчна б1'олопчна техтчна бтолопчна
М1'жряддя, см
45 15 45 15 45 15 45 15
Грунт
Sr 44,48+0,03 50,08+0,06 47,25+0,30 47,49+2,31 43,33+0,22 43,58+0,23 49,49+0,29 45,44+0,06
Ba 95,26+0,05 100,05+0,03 93,34+0,60 100,51+1,5 84,05+0,03 94,65+0,11 99,43+0,30 97,49+0,40
Be 0,50+0,06 0,51+0,03 0,50+0,07 0,49+0,03 0,43+0,03 0,43+0,04 0,48+0,03 0,49+0,07
Mg 2397,7+3,6 2461,2+2,2 2489,2+1,8 2350,3+5,4 2265,3+2,3 2402,7+1,6 2497,5+1,5 2362,5+2,1
Ca 355,8+0,3 394,9+0,3 340,2+0,9 351,02+0,10 366,40+1,05 389,58+1,02 406,08+0,52 393,3+0,3
Настння
Sr 12,05+0,03 12,55+0,02 10,57+0,70 9,51+0,04 11,56+0,03 11,62+0,02 8,19+0,05 9,14+0,06
Ba 2,46+0,08 2,21+0,01 2,18+0,20 1,79+0,05 2,28+0,03 2,15+0,01 1,45+0,04 1,73+0,04
Be <0 <0 <0 <0 <0 <0 <0 <0
Mg 3478,5+0,7 3368,9+0,9 3758,4+0,5 3242,9+0,4 2995,4+0,40 3101,3+0,2 3345,6+1,6 3376,3+0,5
Ca 226,3+0,1 216,6+0,5 179,6+0,6 150,2+0,3 247,8+0,55 233,3+0,3 162,1+0,7 151,5+0,3
Стебла
Sr 31,6+0,5 34,4+0,9 33,7+0,7 28,3+0,6 26,3+0,05 22,8+0,6 24,1+0,10 27,6+0,4
Ba 9,67+0,40 11,63+0,06 12,82+0,85 7,96+0,02 7,69+0,03 7,64+0,04 5,87+0,03 7,45+0,04
Be <0 <0 <0 <0 <0 <0 <0 <0
Mg 750,3+0,2 741,5+0,4 619,3+0,9 659,1+0,3 756,8+1,4 764,1+0,2 510,0+0,7 463,5+0,2
Ca 438,5+0,3 477,2+0,2 448,2+1,1 432,0+0,9 397,3+0,9 355,4+0,2 381,9+0,3 409,3+0,8
[9]. Берилш у розчиненому стан в tpyHTi може поглинатися рослинами, де його кон-центращя змiнюeться в широких межах
- Biä часток pptw до десят^в ppmw. Дуже високий його вмкст (до 250 мг/кг) встанов-лено для рослини-концентратора сполук Ве
- Vaccinium myrtillus L. Серед шших нако-пичyвачiв цього елемента - деяк представ-ники родин бобових i капустяних, насампе-ред кореш рослин. П1двищеш кiлькостi Be виявлено в листках салату (0,033 мг/кг) i плодах томатв (0,24 мг/кг). Берилш накопичуеться в лишайниках i мохах (0,04-0,9 мг/кг) [10]. За даними Kabata-Pendias A., Pendias H. [10], Be токсичний для рослин вже за його вммту в обсязi 2-16 мг/кг у розчиш вирощування. Вш гальмуе проростання насшня та погли-нання сполук Ca, Mg i P кореневими системами, руйнуе протеши й ензими.
Вмкст Ве у Грунта дослвдних дiлянок ста-новив ввд 0,43 до 0,51 мг/кг, що може бути небезпечним для перевищення ГДК берилл у рослинах - 0,0002 мг/кг. Проте, тpиpiчнi результати дослвджень свiдчать, що тканини конопель поивних не акумулюють беpилiй. Отже, наявнiсть досить високого вмiстy бе-pилiю у tpymi дiлянок, на яких проводили дослвдження, не мала негативних наслвдшв для рослин конопель поивних та, ввдповщ-но, для продуктв ¿х переробки.
У середньому за роки дослвджень вмiст магшю (Mg) у tpymi становив 2403 мг/кг. У
насшш конопель акумулюеться значна шль-кiсть цього елементу поpiвняно зi стеблами. Не виявлено впливу на piвень накопичення магню у рослинах таких чиннимв, як сорт чи площа живлення, або фаза ¿х достигання.
Вмiст кальщю (Са) у tpymi становив 375 мг/кг, що в1дчутно менше поpiвняно iз вмiстом магнiю. Проте, насшня акумулювало Са менше з орного шару Грунту (у середньому в досл^аД на 179 мг/кг) пор!вняно з магнieм.
У ваpiантах з накопичення Са у рослинах конопель поивних чгтко простежуеться сортова залежнсть. Рослини сорту 'Гляна' акумулювали кальцiй у тканинах стебел за результатами дослщу на 82,66 мг/кг б^ьше пор!вняно з наявнiстю у tpymi за техю.чно'1' стиглосп в широкорядних посiвах (ваpiант а - м!жряддя 45 см), за досягнення бюлоич-но'1 стиглосп на цих же поивах (вар!ант в) -108,0, на вузькорядних (вар!анти б, г - м!ж-ряддя 15 см) - 82,31 i 80,97 мг/кг ввдповвдно.
Рослини сорту 'Глеия' акумулювали в тканинах стебел набагато менше кальщю у вар!антах дослвду пор!вняно з рослинами по-переднього сорту, зокрема: у вар!антах тех-тчно'1 стиглосп рослин з м!жряддям 45 см i бюлог1чно1' з м!жряддям 15 см - на 30,94 i 15,95 мг/кг б^ьше за наявносп у tpymi та у вар!антах техтчно'1' стиглосп рослин з м!ж-ряддям 15 см i бюлогчюл стиглост з м!ж-ряддям 45 см - на 34,54 i 24,19 мг/кг менше за наявносп в ^руни.
426
ISSN 2518-1017 РьЛШТ VaRIETIES STUDYING ЛЛИ PROTECTION, 2017, Т. 13, №4
Отже, п!д час визначення елемент!в технолог!! вирощування конопель пос!вних необх!д-но враховувати сортов! особливост! культури.
Висновки
На обсяги накопичення лужноземельних метал!в рослинами конопель пос!вних !стот-но впливали: концентрац!я сполук певного х!м!чного елемента в орному шар! Грунту, р!вень енергетичного (св!тлового) забезпе-чення рослин у процес! вегетац!!, сортов! особливост! культури, етапи органогенезу конопель пос!вних ! в!дм!нност! накопичення !х у наземн!й вегетативн!й та генератив-н!й частинах. Виявлено сортову залежн!сть накопичення досл!джених метал!в тканинами рослин ! нас!нням культури.
Рослини сорту 'Гляна' накопичували знач-но б!льше сполук стронц!ю, бар!ю ! магн!ю пор!вняно з рослинами сорту 'Глес!я', тобто п!д час вегетац!! вони виносили з Грунту значно б!льший в!дсоток цих елемент!в, тим самим зд!йснюючи ф!томел!орац!ю ^рунт!в.
Встановлено, що за допомогою сортово! агротехн!ки можна контролювати !нтенсив-н!сть надходження й величини вм!сту неор-ган!чних х!м!чних елемент!в лужноземель-но! групи в рослинах конопель пос!вних.
Використана литература
1. Кабанець В. М. Галуз1 льонарства та коноплярства УкраТни: стан та перспективи. 36. наук. пр. 1н-ту луб'яних культур УААН. Суми : СОД, 2009. Вип. 5. С. 3-7.
2. Фоменко В. С. Эмиссионные свойства материалов. 4-е изд., перераб. и доп. Киев : Наук. думка, 1981. 340 с.
3. Яковлев £. О., Мельнш I. В., Дубицький А. I. Еколого-геох1'м1'ч-на оц'нка забруднення фунлв, донних впдкладпв, ^рунтових вод : метод. реком. КиТв : Гео1'нформ, 1998. 33 с.
4. Лшарсью засоби. Належна практика культивування та зби-рання вих1'дноТ сировини рослинного походження. СТ-Н МОЗУ 42-4.5:2012. КиТв : МОЗ УкраТни, 2012. 13 с.
5. Эрмантраут Э. Р. Статистический анализ многофакторных экспериментов. Полевые эксперименты для устойчивого развития сельской местности. Санкт-Петербург-Пушкин, 2003. С. 70-73.
6. Afifi A. A., Azen S. P. Statistical Analysis: A Computer Oriented Approach. 2nd ed. New York : Academic Press, 1979. 442 p.
7. BepxoBCbKMM B. B., Cy/iiMMa B. C. 0co6/iMBOCTi MeTa6o/ii3My ctpoh^'io-90 b KicTKOBiW TKaHiiHi eKcnepMMeHTa/bHo'i TBapiHii. Apxie KniHWHoiMeduuuHU. 2005. № 1. C. 31-33.
8. Rudnyk-Ivashchenko 0. I., Mykhalska L. M., Schwartau V. V. Peculiarities of the Heavy Metal Accumulation in the Medicinal Plants under the Lisosteppe Conditions. J. Nat. Sci. Sust. Tech. 2016. Vol. 10, Iss. 2. P. 171-184.
9. KoHpafl X., KpaMni^ P. E/eKTpoTexHo/oriMfl. co^ma : TexHiiKa, 1990. 420 c.
10. Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soils and plants. 3rd ed. Boca Raton, FL : CRC Press, 2001. 413 p.
11. Bednarek W., Tkaczyk P., Dresler S. Contents of heavy metals as a criterion for apple quality assessment and soil properties. Polish J. Soil Sci. 2007. Vol. 45, No. 1. P. 47-56.
References
1. Kabanets, V. M. (2009). Branches of flax and hemp growing in Ukraine: current state and prospects. Zbirnyk naukovykh prats Instytutu lubianykh kultur UAAN [Collection of scientific works of the Institute of Bast Crops of UAAS], 5, 3-7. [in Ukrainian]
2. Fomenko, V. S. (2004). Emissionnye svoystva materialov [Emission properties of materials]. (4th ed., rev.). Kyiv: Naukova dumka. [in Russian]
3. Yakovliev, Ye. O., Melnik, I. V., & Dubytskyi, A. I. (1998). Ekoloho-heokhimichna otsinka zabrudnennia gruntiv, donnykh vidkladiv, gruntovykh vod [Ecological and geochemical assessment of soil, sediment, groundwater pollution]. Kyiv: Heoinform. [in Ukrainian]
4. Likarski zasoby. Nalezhna praktyka kultyvuvannia ta zbyrannia vykhidnoi syrovyny roslynnoho pokhodzhennia. ST-N MOZU 424.5:2012 [Medicines. Good practice of cultivation and gathering vegetable-based raw materials. ST-N Ministry of Health of Ukraine 42-4.5: 2012]. (2012). Kyiv: MOZ Ukrainy. [in Ukrainian]
5. Ermantraut, E. R. (2003). Statistical analisis of multifactor experiments. In Polevye eksperimenty dlya ustoychivogo razvitiya sel'skoy mestnosti [Field experiments for sustainable rural development] (pp. 70-73). St. Petersburg; Pushkin: N.p. [in Russian]
6. Afifi, A. A., & Azen, S. P. (1979). Statistical Analysis: A Computer Oriented Approach. (2nd ed.). New York: Academic Press.
7. Verkhovskyi, V. V., & Sulyma, V. S. (2005). Features of the metabolism of strontium-90 in the bone tissue of the experimental animal. Archive of Clinical Medicine, 1, 31-33. [in Ukrainian]
8. Rudnyk-Ivashchenko, 0. I., Mykhalska, L. M., & Schwartau, V. V. (2016). Peculiarities of the Heavy Metal Accumulation in the Medicinal Plantsunder the Lisosteppe Conditions. J. Nat. Sci. Sust. Tech., 10(2), 171-184.
9. Konrad, H., & Krampits, R. (1990). Elektrotekhnologiya [Electro-technology]. Sofia: Technica. [in Ukrainian]
10. Kabata-Pendias, A., & Pendias, H. (2001). Trace elements in soils and plants. (3rd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press.
11. Bednarek, W., Tkaczyk, P., & Dresler, S. (2007). Contents of heavy metals as a criterion for apple quality assessment and soil properties. Polish J. Soil Sci., 45(1), 47-56.
УДК 633.522:57:631.52
Кабанец В. M.1, Михальская Л. Н.2, Швартау В. В.2, Матус В. М.3 Фитомелиоративные свойства растений Cannabis sativa L. в зависимости от сортовых особенностей культуры // Plant Varieties Studying and Protection. 2017. Т. 13, № 4. С. 423-428. https://doi.Org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117752
1Институт сельского хозяйства Северо-Востока НААНУкраины, ул. Зеленая, 1, с. Сад, Сумской р-н, Сумская обл., 42343, Украина, e-mail: [email protected]
2Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, ул. Васильковская, 31/17, г. Киев, 03022, Украина
3Украинский институт экспертизы сортов растений, ул. Генерала Родимцева, 15, г. Киев, 03041, Украина
Цель. Исследовать сортовые особенности растений их накопления в стеблях растений и семенах. Методы. Ос-конопли посевной с целью улучшения качественных пока- новные - полевой и спектрометрический. Результаты обра-
зателей почвы, на которой они произрастают, определить батывали по общепринятым методикам в земледелии, рас-
содержание неорганических элементов в почве, уровень тениеводстве и статистике. Варианты опыта - сорта 'Гляна',
ISSN 2518-1017 PbftNT VftRIETÍEs StuDYING ftND protection, 2017, Vol. 13, No 4
427
'Глесия': 1) почва; 2) стебли; 3) семена. Схемы опытов: а) техническая спелость растений, междурядья 45 см; б) техническая спелость растений, междурядья 15 см; в) биологическая спелость растений, междурядья 45 см; г) биологическая спелость растений, междурядья 15 см. Результаты. Определены величины аккумуляции щёлочноземельных металлов и их соединений семенами и стеблями конопли посевной в зависимости от содержания их в почвах на протяжении вегетации. Выявлено, что стебли растений сорта 'Глесия' накапливали стронция (Sr) и его соединений значительно меньше по сравнению с растениями сорта 'Гляна', а в семенах сорта 'Глесия' содержание этого химического элемента превышало содержание в семенах предыдущего сорта на 70 и 78% соответственно. Разность в накоплении соединений бария (Ва) семенами конопли посевной между сортами была не существенной, тогда как ткани стеблей растений сорта 'Гляна' накапливали его соединений значительно больше по сравнению с сортом 'Глесия'. Исследованиями не выявлено влияния доли сорта, площади питания и фазы созревания на процессы аккумуляции растениями соединений магния (Mg). Сорт 'Глесия' накапливал в тканях стеблей гораздо меньше кальция (Са) и его соединений по сравнению с растениями сорта 'Гляна': в вариантах в фазе
технической спелости растений в посевах с междурядьями 45 см (а) и г - растения узкорядных посевов (15 см) в фазе биологической спелости - на 30,94 и 15,95 мг/кг больше при наличии в почве и в вариантах в фазе технической спелости растений с узкорядным посевом (15 см) и в фазе биологической спелости с широкорядным посевом (45 см)
- меньше на 34,54 и 24,19 мг/кг. Выводы. На показатели аккумуляции щёлочноземельных металлов растениями конопли посевной существенно повлияли: концентрация соединений определенного химического элемента в пахотном слое почвы, уровень энергетического (светового) обеспечения растений в процессе вегетации, сортовые особенности конопли посевной, этапы органогенеза растений, специфические особенности наземной части - стеблей
- накапливать эти химические элементы, а также семенами. Выявлена сортовая зависимость накопления тяжелых металлов тканями растений и семенами конопли посевной. Для получения экологически чистой продукции необходимо учитывать сортовые особенности растений поглощать и аккумулировать соответствующие химические элементы и их соединения при выращивании культуры.
Ключевые слова: конопля посевная, аккумуляция, сорта, междурядья, семена, стебель, неорганические элементы.
UDC 633.522: 57:631.52
Kabanets, V. M.1, Mykhalska, L. M.2, Shvartau, V. V.2, & Matus, V. M.3 (2017). Phytomeliorative properties of Cannabis sativa L. plants depending on varietal features of the culture. Plant Varieties Studying and Protection, 13(4), 423-428. https://doi.org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117752
1Institute of Agriculture of the Northern East, NAAS of Ukraine,1 Zelena Str., Sad, Sumy district, Sumy region, 42343, Ukraine, *e-mail: [email protected]
2Institute of Plant Physiology and Genetics, NAS of Ukraine, 31/17 Vasylkivska Str., Kyiv, 03022, Ukraine 3Ukrainian Institute for Plant Variety Examination, 15 Henerala Rodymtseva Str., Kyiv, 03041, Ukraine
Purpose. To investigate the varietal characteristics of plants was not revealed. Plants of the 'Hlesiia' variety ac-
the hemp plants for improving the quality indices of the soil they grow in, determine the amount of inorganic elements in the soil, level of their accumulation in plant stalki and seeds. Methods. Field and spectrometry methods were basic. The results were processed using conventional methods in agriculture, crop growing and statistics. Variants of the experiment were as follows: varieties 'Hliana', 'Hlesiia': 1) soils; 2) stalks; 3) seeds. Schemes of experiments included: a) technical maturity of plants, row spacing 45 cm; b) technical maturity of plants, row spacing 15 cm; c) biological maturity of plants, row spacing 45 cm; d) biological maturity of plants, row spacing 15 cm. Results. The amount of the accumulation of alkaline earth metals and their compounds by seeds and stalks of hemp plants depending on their content in vegetation soils was determined. It was found that stalks of the 'Hlesiia' plant accumulated strontium (Sr) and its compounds far less than that of 'Hliana', whereas in the seeds of the 'Hlesiia' variety the content of this chemical element was higher comparing with the previous variety by 70 and 78%, respectively. The difference in the accumulation of barium (Ba) compounds in seeds of hemp plants was not significant, while the tissues of the plant stalks of the 'Hliana' variety accumulated its compounds significantly more as compared to the 'Hlesiia' variety. The degree of influence of the variety, feeding area and the maturity stage on the processes of magnesium compounds (Mg) accumulation by
cumulated far less calcium (Ca) and its compounds in the stalk tissues as compared to the plants of the 'Hliana' variety: in variants of the technical maturity stage of plants with row spacing 45 cm (a) and d - plants of narrow-row sowing (15 cm) in the biological maturity stage 30,94 and 15,95 mg/kg more in the presence in soil and in variants of the technical maturity stage of plants of narrow-row sowing (15 cm) and in the biological maturity stage with broad-sowing (45 cm) 34.54 and 24.19 mg/kg less in the presence in soil. Conclusions. The indices of accumulation of alkaline earth metals by hemp plants were significantly affected by the concentration of compounds of a certain chemical element in the arable layer, the level of energy (light) obtained by plants during vegetation, the varietal features of hemp, the stages of organogenesis of hemp plants and the specificity of their aboveground parts - stalks to accumulate these chemical elements as well as cumulate them by seeds. The varietal dependence as for accumulation of heavy metals by hemp plants tissues and seeds was established. In order to obtain environmentally friendly products, it is necessary to take into account the varietal features of plants concerning the ability to absorb and accumulate the relevant chemical elements and their compounds in the process of hemp cultivation.
Keywords: hemp, accumulation, varieties, row spacing, seeds, stalk, inorganic elements.
Hadiuwna / Received 25.09.2017 flozodxeHQ do dpyny/ Accepted 03.11.2017
428
ISSN 2518-1017 PiaNT VaRIETIES STUDYING aND PROTECTION, 2017, Т. 13, №4
