CC BY
2
биоиндикация состояния окружающей среды
УДК 57.033+58.051+573 . 6
DOI: 10.18384/2712-7621-2023-3-186-199
оценка применимости искусственных почвогрунтов для выращивания растений
Дроганова Т. С.1, Севостьянов М. А?, Мазуркевич А. А.3, Давыдова Е. Д.4
1 Государственный университет просвещения, 141014, Московская обл., г. Мытищи,
ул. Веры Волошиной, д. 24, Российская Федерация; e-mail: [email protected]
2 Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, 143050, Московская область, г. Одинцово, р.п. Большие Вязёмы, ул. Институт, д. 5, Российская Федерация; e-mail: [email protected]
3 Государственный университет просвещения, 141014, Московская обл., г. Мытищи, ул. Веры Волошиной, д. 24, Российская Федерация; e-mail: [email protected]
4 Государственный университет просвещения, 141014, Московская обл., г. Мытищи, ул. Веры Волошиной, д. 24, Российская Федерация; e-mail: [email protected]
Поступила в редакцию 13.12.2022 После доработки 24.03.2023 Принята к публикации 31.05.2023
Аннотация
Цель. Оценка применимости искусственных почвогрунтов для выращивания лекарственных растений.
Процедура и методы. Для выявления применимости почвогрунтов при выращивании лекарственных растений изучались: всхожесть посадочного материала, вегетация, а также биохимические параметры выращенных растений. В качестве субстратов изучены коммерческие почвогрунты: «Grunt ECO», смесь торфяная «Veltorf», почвогрунт для проращивания семян «Substrates Select», в качестве контроля взята нативная почва полевого севооборота, а в качестве индикаторного вида растений - кресс-салат. Основные исследования проведены на различных культурах лекарственных растений. Результаты. Показаны удовлетворительные результаты при выращивании лекарственных растений, а также кресс-салата, на почвогрунтах «Grunt ECO» и «Substrates Selec». При оценке фитоприменимости торфяного почвогрунта «Veltorf» отмечена гибель большого количества исследуемых растений.
© CC BY Дроганова Т. С. , Севостьянов М. А . , Мазуркевич А . А . , Давыдова Е. Д. , 2023.
V18V
Теоретическая и/или практическая значимость. Изученные почвогрунты являются продуктами промышленной биотехнологической переработки отходов, что определяет целесообразность расширения областей их использования. В настоящем исследовании определена возможность применения почвогрунтов в сравнении с нативной почвой полевого севооборота для выращивания лекарственных растений. Поскольку состав и свойства почвогрунтов существенно зависят от исходных компонентов и технологии ферментиро-вания, то их фитоприменимость для разных целей должна изучаться. Ключевые слова: почвогрунты, фитоприменимость, кислая фосфатаза, каталаза, хлорофилл, компостирование, лекарственные растения, всхожесть, биохимические параметры
Благодарности. Исследование выполнено в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, предусмотренного постановлением Правительства РФ от 09.04.2010 № 218 по теме «Высокотехнологичное производство грунтов методами инновационной переработки отходов» (Контракт № 075-11-2021-059 от 24 июня 2021 г., идентификатор государственного контракта 000000S407521QL90002).
DETERMiNATiON OF THE POSSiBiLiTY OF USiNG ARTIFICIAL SOiLS FOR GROWiNG PLANTS
T. Droganova1, M. Sevostyanov2, A. Mazurkevichl, E. Davydova1
1 State University of Education, ul. Very Voloshinoi 24, Mytishchi 141014, Moscow Region, Russian Federation; e-mail: [email protected]
2 All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut 5, Bolshiye Vyazyomy, Odintsovo 143050, Moscow Region, Russian Federation; e-mail: [email protected]
3 State University of Education, ul. Very Voloshinoi 24, Mytishchi 141014, Moscow Region, Russian Federation; e-mail: [email protected]
4 State University of Education, ul. Very Voloshinoi 24, Mytishchi 141014, Moscow Region, Russian Federation; e-mail: [email protected]
Received 13.12.2022 Revised 24.03.2023 Accepted 31.05.2023
Abstract
Aim. To assess the applicability of soils for growing medicinal plants. Methodology. In order to identify the applicability of potting soil in the cultivation of medicinal plants, the germination of planting material, vegetation, and biochemical parameters of the grown plants were studied. Commercial soils Grunt ECO, Veltorf peat mixture, Substrates Select seed germination soil were studied as substrates, native soil of field crop rotation was taken as a control, and cress was used as an indicator plant species. The main studies were carried out on different medicinal plant cultures.
Results. The possibility of using the studied soils Grunt ECO and Substrates Select for growing medicinal plants, as well as cress, is shown. When evaluating the phytoapplicability of the Veltorf peat soil, the death of some of the studied plants was noted.
Visy
Research implications. The studied soils are products of industrial biotechnological processing of wastes, which determines the expediency of expanding the areas of their use. In the present study, the possibility of using soil-soil compared to native soil of field crop rotation for cultivation of medicinal plants was determined. Their composition and properties significantly depend on the initial components and fermentation technology, and their applicability for different purposes should be studied.
Keywords: artificial soils, phytoapplicability, composting, medicinal plants, germination, fertility, biochemical parameters
Acknowledgments. The research was carried out within the framework of implementation of the comprehensive project on creation of high-tech production, stipulated by the Resolution of the Government of the Russian Federation dated 09.04.2010 № 218 on the topic "High-tech production of soils by methods of innovative waste processing" (Contract № 075-11-2021-059 dated 24 June 2021, state contract identifier 000000S407521QL90002).
Введение
В настоящее время существует проблема нехватки плодородного грунта при осуществлении рекультиваци-онных мероприятий техногенно-на-рушенных территорий . Для решения данной проблемы можно использовать почвогрунты, произведённые на основе твёрдых бытовых отходов [10]. Кроме того, биотехнологическая аэробная переработка органических отходов позволит отказаться от применения низкоэффективных и неэкологичных предприятий по захоронению и сжиганию отходов, содержащих органические природные вещества Степень и качество переработки органических отходов биотехнологическими методами определяет возможности использования образующихся компостов в различных направлениях деятельности . Такими направлениями являются: сельское хозяйство, садово-парковое использование и ремедиация техногенно-нарушенных территорий [11]. В любом из этих направлений использования главное условие - это отсутствие фитотоксичности почвогрун-тов, которое может проистекать из нарушения технологий аэробного био-
технологического процесса, а также из отсутствия должного контроля на стадии приёма и сортировки исходных компонентов - органических отходов
как и любое крупнотоннажное производство, технологии производства искусственных почвогрунтов должны строго контролироваться на всех стадиях процесса, а технологический регламент - постоянно совершенствоваться. Нарушение технологических режимов аэробного биохимического процесса ведёт к появлению в почво-грунтах нехарактерных для почв токсичных и дурнопахнущих примесей, нежелательной микробиоты, что приводит к снижению потребительских качеств готовой продукции
Настоящая работа посвящена определению применимости почвогрунтов для выращивания растений
Основными параметрами, характеризующими фитоприменимость, являются параметры всхожести, роста и развития, а также биохимические параметры растений: концентрация хлорофиллов, активность ферментов обменного комплекса, в частности, ка-талазы, кислой фосфатазы .
Поскольку почвогрунты являются искусственно созданной почвой, не содержащей семян сорных растений и имеющей малую бактериальную обсеменённость, то их можно рассматривать в качестве субстратов для технологичного выращивания лекарственных растений
Для контроля за ростом и развитием растений на почвогрунтах использованы общепринятые методики [3; 7].
Для оценки фитоприменимости по-чвогрунтов были выбраны виды растений с различными свойствами и условиями выращивания:
1. ромашка аптечная (Matricaria chamomilla) - влаголюбива, произрастает в условиях умеренного климата, высоких требований к плодородию не предъявляет;
2 . мята перечная (Mentha piperita) -влаголюбивое и светолюбивое растение;
3 . тимьян ползучий (Thymus serpyllum) произрастает преимущественно в рыхлой почве и в хорошо освещаемом месте;
4 . валериана лекарственная (Valeriana officinalis) стойка к засухе и заморозкам;
5 . кресс-салат1 (Lepidium sativum) предпочитает лёгкие, хорошо аэрируемые почвы; наилучшая всхожесть семян наблюдается на песчаном грунте
В качестве субстратов2 использовали:
- питательный почвогрунт «Grunt ECO»;
- смесь торфяная «Veltorf»;
- почвогрунт «Substrates Select»;
- контроль - нативная почва полевого севооборота (Рязанская обл . ) .
Посадку и выращивание растений проводили в пластиковых емкостях,
1 Взят в качестве тестового объекта [5].
2 Состав субстратов изучен в работе [9].
помещая в них субстраты, высушенные до воздушно-сухого состояния, массой 230 г. В каждую ёмкость с исследуемым почвогрунтом высаживали по 15 семян лекарственных растений (4 вида) или кресс-салата . Предварительно перед посевом семена обрабатывали слабым раствором перманганата калия и подсушивали
Для прорастания семян ёмкости накрывали плёнкой . Первые 3 дня семена выдерживались в темноте . Начиная с 4 дня, для ускорения прорастания и последующего роста растений использовалась подсветка светодиодными фитолампами ЬББ-Т5-9'Ш^ (продолжительность подсветки: 16 ч .; длина волны красного спектра (пиковое значение) - 650 нм; длина волны синего спектра (пиковое значение) - 450 нм; угол рассеивания света - 270°) . В помещении поддерживались: температура 23°С, относительная влажность воздуха 91% . Полив дистиллированной водой производился по мере высыхания субстрата
За ростом исследуемых объектов наблюдали в течение всего эксперимента и фиксировали все отмеченные изменения
Среднюю площадь листовой пластины определяли путём сопоставления формы листа с простой геометрической фигурой, поскольку данный метод позволяет провести измерения без отделения листа от растения Для определения средней площади листовой пластины из каждой группы растений брали 15-20 случайных листьев
Исследование активности ферментов, содержания хлорофилла и др проводили с использованием свежего растительного материала
ISSN 2712-7613^
Оценка применимости искусственных почвогрунтов для выращивания растений
Аппаратура. Белковые экстракты очищали центрифугированием в рефрижераторной центрифуге «Eppendorf 5417 R», содержание хлорофиллов, активность ферментов (каталазы и кислой фосфатазы), концентрацию белка определяли на спектрофотометре «ThermoScientific» .
Реагенты, растворы. Для приготовления растительных экстрактов использовали реактивы: трис-HCl буфер (0,05 М, рН 8 . 5); раствор анти-оксиданта, приготовленный растворением 4 г Na2SÜ3 и 3 г Na2S2Ö3 5H2O в дистиллированной воде в мерной колбе ёмкостью 100 см3, содержащий 20% сахарозы
Для определения белка по методу Лоури использовали водные растворы:
- реактив А (состав (г/дм3) NaOH - 4; Na2CO3 - 20); раствор тартрата натрия-калия (20 г/дм3); раствор сульфата меди (10 г/дм3 по CUSO46H2O);
- реактив В, приготовленный непосредственно перед определением смешиванием 100 см3 раствора А, 1 см3 раствора тартрата натрия-калия и 1 см3 раствора сульфата меди;
- реактив Фолина (1н. раствор), «Panreac» .
Для определения активности кислой фосфатазы при анализе растительных экстрактов использовали: ацетатный буфер (0,05 М, рН 4,7); п-нитрофенилфосфат (0,01 М); 0,05 М раствор NaOH
Для определения содержания хло-рофиллов А и B в растительных тканях использовали реактивы: карбонат кальция (ч д а ); диметилсульфоксид
j >023 / № 3
(ч .д . а. ); поливинилпиролидон со средней молярной массой 12600 ± 2700 г/ моль (фарм ); экстрагирующий раствор, приготовленный растворением 1,25 г поливинилпиролидона в диме-тилсульфоксиде в мерной колбе ёмкостью 500 см3
Для определения активности катала-зы в растительных экстрактах использовали реактивы: фосфатный буфер (0,01 М, pH 6,86); раствор дихромата калия в уксусной кислоте (состав: дихромат калия - 50, г/дм3; ледяная уксусная кислота - 330 см3/дм3); пе-роксид водорода 0,2 М раствор, приготовленный разбавлением 5 см3 30%-го раствора пероксида водорода (фарм ) в дистиллированной водой в мерной колбе ёмкостью 250 см3 . Точную концентрацию пероксида водорода в растворе устанавливали перманганатоме-трически1
Приготовление белковых экстрактов. Навеску измельчённых свежих листьев массой 0,2-0,5 г (точная навеска) перетирали в ступке с 0,1-кратным к массе растительного материала объёмом антиоксиданта и 2-кратным объёмом трис-HCl буфера . Полученный гомогенат центрифугировали 45 мин при 10000 об/мин и t=4°C и затем отбирали супернатант Перед исследованием полученные экстракты предварительно разводили в 10 раз [14].
Определение концентрации белка. Для расчёта удельной активности ферментов определяли концентрацию белка методом Лоури [16]. Содержание белка определяли по способности Cu2+ образовывать комплексное соединение с пептидами в щелочной среде При этом происходит восстановление
1 ГОСТ Р 54038-2010. Почвы. Методика определения 137Cs. М. : Стандартинформ, 2010 .
Географическая среда и живые системы / Geographical Environment and Living Systems
Си2+ до Си+. Ионы Си+ реагируют с реактивом Фолина-Чокальтеу с образованием комслдкса с м арсим+апомпо-глощения при 750 нм . Количество комплекса пропорцпональнооодержанию бепкав образце.
Определение активности катала-зы. Для определвнияопаивносвиоатб-паз+1 использован спектрофотометри-ческий метод [17], в основе которого лежит измерение скоростиреапщш рааложения пе-юаоила вододадапоп действием каталазы путём определения донцешрвцни нерднложив-шлрнео серез опсадцлёл-
ный промежуток от начала реакции . Огепе^Цютометрпсеское опреденп-нпл пероксидапддопонв дановава на восстановлении им дихромал-ианав ортде аннунной кисповыдп идра Сдв3+, кннцднтрацию копондцо опреопляют по изменению оптической плотности раадвораоои 570 нм .
Константускдонотс Нпзложенра пе-роксида водорода определяли по кине-
вого порядка
к = СНОуВ
, С,(НО) •,
где:
С0(Н202) - начальная концентрация пероксида водорода; С^Н202) - концентрация пероксида водорода на момент временно (мин) .
За единицу активности фермента принимали изменение концентрв-циипероксида водорода в ^аствопа зо 1 мин. врасчётена 1 мгбелка.
Определение активности кислой фосфатазы. Активность кислой фсс-фатазы измерялась спектрвфоаометри-чески по скорости гидролиза модель-ногосубстрата п-нитрофенилфосфата
[15]. Количество образовавшегося п-нитрофенола определяли по изменению оптической плотности раствора при 415 нм . Количество фермента, которое катализирует образование 1 мкмоль паранитрофенола за 1 мин . при 37 еС в расчёте на 1 мг белка, принимали за единицу активности фермента
Определение содержания хлорофил-лов. Определение содержания хло-рдфиналв в оЛразцах раселвальдых тканей проводили спектрофотометри-локаи пкматодике Дан.Д.Бн°нв [13]. В основе использодннногонетодалежлт экстр акпиязш орофвллолизи сследуе-мых образцов раствором поливинил-пи^окидона т днметилсульфаксиде и последующее впванpoфалрпleтpичe-сков определениеихлкдцентнаднй па измеренным значениям оптической плотности экстрактов при А. = 665 нм иК = 648нм ниалрпвивш нспваным пвлвзвзелямплрлзще наясдетляшоро-филлами а и Ь .
Расчёт концентраций хлорофиллов венппаaктаа иврвзллрнли поурноне-ниям:
си =14Н5И665-5Д4И64Н са = 2^4Н4б48-7,364665 сида =749И665+2034И64Н,
где:
CA - концентрация хлорофилла А, мкг/см3;
св - концентрация хлорофилла В, мкг/см3;
CA+в - суммарная концентрация хлорофиллов a и Ь, мкг/см3 .
Пересчёт концентраций хлорофил-лов в экстракте на концентрации в рас-
\mj
тительной ткани (мг/кг) выполняли по формуле:
с(мг / кг) =
с(мкг /см3) • V (см3)
4 ' экстракта 4 '
(г)
Всхожесть растений (табл. 1). По полученным данным, всхожесть лекарственных растений на торфяном грунте («Veltorf») оказалась наиболее низкой: из 5 культур удалось вырастить только тимьян ползучий с невысоким процентом всхожести и наиболее устойчивый кресс-салат. Оптимальная всхожесть проявляется на почвогрун-те «Grunt ECO» . На грунте «Substrates Select» и контрольной почве полевого севооборота отмечены средние значения всхожести
В связи с низким количеством фи-томассы растений, выращенных на «Veltorf», они не изучались биохимически
Особенности вегетации. Особенности вегетации растений изучены на
Таблица 1 / Table 1
примере Lepidium sativum. После прорастания растения на всех грунтах успешно прошли стадию развития до появления настоящих листьев . При этом несколько большая скорость роста наблюдалась у растений, выращенных на грунте «Substrates Select» . После появления первых листьев были замечены различия в развитии растений на разных грунтах (рис . 1) .
Для растений, выращенных на техногенном почвогрунте Grunt ECO (рис. 1а), средняя площадь листовой пластинки на 69 день вегетации составила максимальные 5,7±0,2 см2 . К 69 дню вегетации некоторые растения, выращенные на данном грунте, перешли в генеративную стадию развития, было отмечено наличие цветения . У растений, выращенных на торфяном почвогрунте Veltorf, наблюдалось отмирание первой пары настоящих листьев, после которого большинство растений погибло (рис . 1б) . Гибель растений наблюдалась в промежутке меж-
Всхожесть лекарственных растений и кресс-салата, % / Germination of medicinal plants and watercress, %
^^^Почвогрунт Растение Grunt ECO Veltorf Substrates Select Почва полевого севооборота (контроль)
Ромашка аптечная (Matricaria chamomilla) 93 0 43 28
Мята перечная (Mentha piperita) 56 0 30 43
Тимьян ползучий (Thymus serpyllum) 63 23 55 28
Валериана лекарственная (Valeriana officinalis) 38 0 47 32
Кресс-салат (Lepidium sativum) 96 95 97 95
Источник: данные авторов
А. Растение (69 день вегетации), выращенное на почвогрунте «Grunt ECO»
Б. Растение, В. Растение, выра-
выращенное на щенное на грунте для
торфяном почвогрунте проращивания семян
«Veltorf» «Substrates Select»
Г. Растение кресс-салата, выращенное на почве полевого севооборота
Рис. 1 / Fig. 1. Морфологические особенности растений (на 69 день вегетации), выращенных на различных субстратах / Morphological features of plants grown (on day 69 of vegetation) on various substrates
Источник: фото авторов
ду 40 и 50 днём вегетации . Растения, выращенные на грунте для проращивания семян Substrates Select, к 69 дню вегетации находились на генеративной стадии развития, имели в среднем 7-8 пар настоящих листьев (рис. 1в) . Средняя площадь листовой пластинки составила 1,2±0,1 см2 . Уродства обнаружены не были . Растения, выращенные на почве полевого севооборота к 69 дню вегетации, находились на юве-нильной стадии развития, что, вероятно, связано с их более поздней всхожестью (рис . 1г) . Растения развивались без особенностей Средняя площадь листовой пластинки - 5,1±0,3 см2 .
Концентрация хлорофилла в растительных тканях. В результате проведённого исследования были определены концентрации хлорофиллов в тканях растений, выращенных на различных субстратах, за исключением торфяного грунта «Veltorf» (табл . 2) . Хлорофиллы a и b представляют собой важнейшие компоненты фотосинтети-
ческого аппарата растений . Их количественное содержание и отношение характеризует состояние растения .
Анализ тканей выращиваемых растений показал, что у всех растений достигается достаточно высокое содержание хлорофиллов a и Ь, сопоставимое со значениями, полученными для растений, выращиваемых на контрольных грунтах. Содержание пигментов достаточно для поддержания гомеостаза. Важным параметром, характеризующим состояние растений, является не только суммарное содержание пигментов, но и их соотношение, поскольку стрессовое воздействие приводит к изменению оптимального соотношения пигментов, тем самым нарушая работу фотосинтетического аппарата растений [2; 8]. При снижении содержания хлорофилла а отмечается повышение синтеза хлорофилла Ь, который, компенсируя недостаток основного пигмента, частично берёт на себя его функции [6]. Для исследо-
V193;
Таблица 2 / Table 2
Содержание хлорофилла в растительных тканях через 45 суток после посева, мкг/кг / The content of chlorophyll in plant tissues 45 days after sowing, ^g/kg
^-..Почвогрунт Почва полевого
«Grunt ECO» «Substrates Select» севооборота
(контроль)
Растение Концентрация хлорофиллов (С, мкг/кг)
a b a+b a b a+b a b a+b
Ромашка аптечная 306 243 549 305 178 483 295 101 396
(Matricaria chamomilla) ± 15 ± 12 ± 26 ±16 ±9 ±24 ±15 ±6 ±20
Мята перечная 401 147 548 370 191 561 377 179 556
(Mentha piperita) ±21 ±7 ±29 ±20 ±10 ±30 ±22 ±9 ±29
Тимьян ползучий 411 121 532 401 118 519 396 145 541
(Thymus serpyllum) ±19 ±6 ±27 ±22 ±6 ±26 ±18 ±7 ±26
Валериана лекарствен- 327 249 576 292 160 452 427 163 590
ная (Valeriana officinalis) ±17 ±14 ±32 ±16 ±9 ±25 ±20 ±8 ±30
Кресс-салат (Lepidium 364 271 635 440 227 667 370 193 563
sativum) ±18 ±14 ±31 ±26 ±12 ±35 ±15 ±9 ±24
ванных нами растений не было выявлено изменения соотношения хлоро-филлов a и Ь, что свидетельствует об оптимальных условиях выращивания и характеристиках почвогрунтов .
Источник: данные авторов
Удельная активность каталазы (табл. 3). Функцией каталаз является снижение уровня перекиси водорода и окисление органических соединений, в т. ч . хлорофилла .
Таблица 3 / Table 3
Значения удельной активности каталазы растений на 45 сутки после посева семян, МЕ/мг белка / The values of the specific activity of plant catalase on the 45th day after sowing the seeds, U/mg
Почвогрунт Растение «Grunt ECO» «Substrates Select» Почва полевого севооборота (контроль)
Удельная активность каталазы (МЕ/мг белка)
Ромашка аптечная (Matricaria chamomilla) 0,046±0,002 0,020±0,001 0,025±0,0013
Мята перечная (Mentha piperita) 0,012±0,001 0,011±0,001 0,080±0,004
Тимьян ползучий (Thymus serpyllum) 0,038±0,001 0,057±0,002 0,036±0,0018
Валериана лекарственная (Valeriana officinalis) 0,039±0,002 0,036±0,001 0,069±0,003
Кресс-салат (Lepidium sativum) 0.044±0,001 0. 033±0,002 0. 035±0,002
Источник: данные авторов
V19V
Исходя из полученных данных, можно сделать следующее заключение, что по всем видам растений, выращенных на почвогрунтах и контрольной почве, значения удельной активности каталазы невысоки . Таким образом, низкие значения активности катала-зы в данном случае свидетельствуют о благоприятных условиях вегетации исследуемых растений
Вместе с тем для каждого из исследованных растений отмечено изменение активности каталазы в зависимости от типа субстрата. Для каталазы растений характерна видоспецифиче-ская реакция на условия выращивания (в данном случае состав субстратов, на которых выращивались растения), что связано с различной антиоксидант-ной активностью растений, особенностями биосинтеза ферментов, в т ч антиоксидантных, а также с разными механизмами генетического регулирования в условиях стресса, т. е . различной устойчивостью растений Все вышеназванные особенности биохимии и генетики растений могут обусловли-
Таблица 4 / Table 4
вать снижение активности или, наоборот, активацию каталазы у разных видов растений, выращиваемых в одних и тех же условиях [1; 4].
Удельная активность кислой фосфа-тазы (табл. 4). Гидролиз фосфорных эфиров является критическим процессом в энергетическом метаболизме и метаболической регуляции клеток растений . Ключевую роль в процессах гидролиза органических фосфатов играет фермент кислая фосфатаза. В многочисленных исследованиях отмечено, что дефицит фосфора приводит к увеличению активности кислой фосфатазы в растительных клетках [12; 18].
Полученные результаты в отношении кислой фосфатазы исследуемых растений в совокупности с анализом особенностей вегетации, содержания хлорофилла и активности каталазы позволяют сделать заключение, что исследуемые почвогрунты не являются фитотоксичными и оптимальны для выращивания лекарственных растений и кресс-салата
Почвогрунт Растение «Grunt ECO» «Substrates Select» Почва полевого севооборота (контроль)
Удельная активность кислой фосфатазы (МЕ/мг белка)
Ромашка аптечная (Matricaria chamomilla) 0,093±0,0047 0,020±0,001 0,055±0,0028
Мята перечная (Mentha piperita) 0,019±0,0009 0,006±0,0003 0,039±0,0019
Тимьян ползучий (Thymus serpyllum) 0,043±0,0022 0,067±0,0034 0,031±0,0016
Валериана лекарственная (Valeriana officinalis) 0,089±0,0045 0,040±0,002 0,134±0,0067
Источник: составлено авторами
Значения удельной активности кислой фосфатазы в тканях лекарственных растений на 45 день после посева, МЕ/мг белка / The values of the specific activity of acid phosphatase in the tissues of medicinal plants on the 45th day after sowing, U/mg
ISSN 2712-7613^
Заключение
Фитооценка 3 почвогрунтов в сравнении с нативной почвой полевого севооборота проведена с использованием кресс-салата (Lepidium sativum), который был изучен в качестве тестового объекта, а также 4 видов лекарственных растений: ромашка аптечная (Matricaria chamomilla), мята перечная (Mentha piperita), тимьян ползучий (Thymus serpyllum), валериана лекарственная (Valeriana officinalis).
При изучении всхожести, вегетации, содержания хлорофилла показана возможность применения исследованных почвогрунтов «Grunt ECO» и «Substrates Select» для выращивания лекарственных растений, а также кресс-салата. Вместе с тем при оценке фито-
I >023 / № 3
применимости торфяного почвогрунта «УекогБ> отмечена гибель большого количества исследуемых растений
При проведении биохимической оценки выявлено, что низкие значения активности каталазы в растениях, выращенных на искусственных по-чвогрунтах, а также на контрольной почве свидетельствуют о благоприятных условиях вегетации исследуемых растений Полученные результаты в отношении кислой фосфатазы в совокупности с анализом особенностей вегетации, содержания хлорофилла и активности каталазы позволяют сделать заключение, что исследуемые почво-грунты не являются фитотоксичными и оптимальны для выращивания лекарственных растений и кресс-салата
Географическая среда и живые системы / Geographica! Environment and Living Systems
ЛИТЕРАТУРА
1. Активность каталазы травянистых растений в условиях загрязнения городской среды / А. С. Петухов, Н . А. Хритохин, Т. А. Кремлева, Г. А. Петухова // Самарский научный вестник. 2019 . Т. 8 . № 1. C. 90-95.
2. Бухарина И. Л. , Журавлёва А. Н . , Болышова О. Г. Городские насаждения: экологический аспект. Ижевск: Удмуртский университет, 2012. 206 с.
3. Дылис Н . В. Программа и методика биогеоценологических исследований. М. : Наука, 1974. 404 с .
4 . Колесниченко В . В . , Колесниченко А . В . Изучение влияния высокой концентрации
кадмия на функционирование антиоксидантных систем этиолированных проростков пшеницы разной длины // Journal of Stress Physiology and Biochemistry. 2011. Vol. 7 . № 3. P. 212-221.
5 . Кубрина Л . В . , Супиниченко Е . А. Использование кресс-салата как тест-объекта для
оценки загрязнения снежного покрова // Научное обозрение (биология). 2021. № 1. С. 12-15 .
6 Кунина В А , Белоус о Г Состояние фотосинтетических пигментов листьев древесных растений в условиях городской среды // Учёные записки Крымского федерального университета имени В . И . Вернадского . Биология.Химия . 2020.Т. 6 .№ 2 . С. 108-118 .
7. Литвинов С. С. Методика полевого опыта в овощеводстве . М. : Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства, 2011. 650 с.
8 Максимова Е В , Косицына А А , Макурина о Н Влияние антропогенных факторов химической природы на некоторые эколого-биохимические характеристики растений // Вестник Самарского государственного университета Естественнонаучная серия. 2007. № 8 . С.146-152.
9 оценка качества почвогрунтов и их компонентов по показателям содержания неорганических веществ / А. С. Чепрасова, М. А. Севостьянов, Н . Г. Новикова,
A. А. Колкова, А. В . Маршева, Д . Б. Петренко, Н . В . Васильев //Агрохимический вестник. 2023. № 3. С. 70-74.
10 . Пендюрин Е . А . , Святченко А . В . , Кирюшина Н . Ю . Способ восстановления нарушенных территорий // Вектор ГеоНаук. 2022. № 1. С. 83-89.
11. Почвогрунт: обзор методов получения и возможностей применения / А. П . Глинушкин, Л. Л. Свиридова, М . А. Севостьянов, И. И . Сычева, Е. В . Гришина // Биотика. 2018 . № 6 . С.10-19 .
12. Acid phosphatase activity in phosphorus-deficient white lupin roots / G. A. Gilbert, J. D. Knight, C . P. Vance, D. L . Allan // Plant, Cell and Environment . 1999. Vol . 22 . P. 801810
13. A reappraisal of the use of DMSO for the extraction and determination of chlorophylls a and b in lichens and higher plants / J. D. Barnes, L. Balaguer, E . Manrique, S. Elvira, A . W. Davison // Environmental and Experimental Botany. 1992. № 32 . Р 85-100.
14. Biochemical and antioxidant proprieties associated with the adaptation of faba bean (Vicia faba L. ) - rhizobia symbiosis to phosphorus deficit / M. Mouradi, M. Farissi, A. Khadraji,
B. Makoudi, C. Ghoulam // Journal of Materials and Environmental Science. 2018 . № 9 . Р 1574-1581.
15 . Heinonen J. K. , Lahti R . A . A new and convenient colorimetric determination to the assay of
inorganic pyrophosphatase // Analytical Biochemistry. 1981. Vol. 113. № 2. P. 313-317.
16 . Protein measurement with the Folin Phenol Reagent / O. H . Lowry, N . J. Rosenbrought,
A. L. Farr, R. L. Rangal // Journal of Biological Chemistry. 1951. Vol. 193. № 2. P. 265-275.
17 Sinha A K Colorimetric assay of catalase // Analytical Biochemistry 1972 № 47 P 389394
18 . Zebrowska E . , Bujnowska E . , Ciereszko I . Differential responses of oat cultivars to phosphate
deprivation: plant growth and acid phosphatase activities // Acta Physiologiae Plantarum
2011. Vol. 34. P. 1251-1260.
REFERERNCES
1. Petukhov A . S . , Khritokhin N . A . , Kremleva T. A . , Petukhova G . A . [Activity of catalase in herbaceous plants under urban pollution conditions]. In: Samarskiy nauchnyy vestnik [Samara Scientific Bulletin], 2019, vol. 8, no. 1, pp. 90-95. 2 . Bukharina I . L. , Zhuravleva A . N . , Bolyshova O . G . Gorodskiye nasazhdeniya: ekologiches-kiy aspekt [Urban plantings: environmental aspect], Izhevsk: Udmurtskiy universitet Publ. ,
2012. 206 p.
3. Dylis N. V. Programma i metodika biogeotsenologicheskikh issledovaniy [Program and methodology of biogeocenological research], Moscow, Nauka Publ. , 1974. 404 p.
4 . Kolesnichenko V. V. , Kolesnichenko A . V. [Study of the effect of high concentrations of
cadmium on the functioning of antioxidant systems of etiolated wheat seedlings of different lengths]. In: Zhurnal fiziologii i biokhimii stressa [Journal of Stress Physiology and Biochemistry], 2011, vol. 7, no. 3, pp. 212-221.
5 . Kubrina L. V. , Supinichenko E . A . [Using watercress as a test object for assessing snow cover
pollution]. In: Nauchnoye obozreniye (biologiya) [Scientific review (biology)], 2021, no . 1, pp . 12-15 .
6 . Kunina V. A . , Belous O. G . [The state of photosynthetic pigments of leaves of woody plants
in an urban environment]. In: Uchonyye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya [Scientific notes of the Crimean Federal University named after V. I. Vernadsky. Biology. Chemistry], 2020, vol. 6, no. 2, pp. 108-118 .
7 . Litvinov S . S . Metodika polevogo opyta v ovoshchevodstve [Methodology of field experience
in vegetable growing], Moscow, Vserossiyskiy nauchno-issledovatelskiy institut ovosh-chevodstva Publ. , 2011. 650 p.
8 . Maksimova E. V. , Kositsyna A. A. , Makurina O. N. [Influence of anthropogenic factors of
chemical nature on some ecological and biochemical characteristics of plants]. In: Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo sluzhashchego universiteta. Yestestvennonauchnaya seriya [Bulletin of Samara State University. Natural science series], 2007, no. 8, pp. 146-152.
9 . Cheprasova A . S . , Sevostyanov M . A . , Novikova N . G . , Kolkova A . A . , Marsheva A. V. ,
Petrenko D. B . , Vasiliev N . V. [Assessing the quality of soils and their components based on the content of inorganic substances]. In: Agrokhimicheskiy vestnik [Agrochemical Bulletin], 2023, no. 3, pp. 70-74.
10 . Pendyurin E . A. , Svyatchenko A. V. , Kiryushina N. Yu. [Method for restoring disturbed ter-
ritories], In: Vektor GeoNauk [Vector Geosciences], 2022, no. 1, pp. 83-89.
11. Glinushkin A . P. , Sviridova L . L. , Sevostyanov M . A. , Sycheva I . I . , Grishina E . V. [Soil: review of production methods and application possibilities]. In: Biotika [Biotika], 2018, no. 6, pp. 10-19.
12. Gilbert G. A. , Knight J. D. , Vance C. P. , Allan D. L. Acid phosphatase activity in phosphorus-deficient white lupin roots . In: Plant, Cell and Environment, 1999, vol. 22, pp. 801-810 .
13. Barnes J. D. , Balaguer L. , Manrique E . , Elvira S . , Davison A. W. A reappraisal of the use of DMSO for the extraction and determination of chlorophylls a and b in lichens and higher plants In: Environmental and Experimental Botany, 1992, no 32, pp 85-100
14. Mouradi M. , Farissi M. , Khadraji A. , Makoudi B. , Ghoulam C. Biochemical and antioxidant proprieties associated with the adaptation of faba bean (Vicia faba L . ) - rhizobia symbiosis to phosphorus deficit . In: Journal of Materials and Environmental Science, 2018, no . 9, pp . 1574-1581.
15 . Heinonen J. K. , Lahti R. A . A new and convenient colorimetric determination to the assay of
inorganic pyrophosphatase. In: Analytical Biochemistry, 1981, vol. 113, no. 2, pp. 313-317.
16 . Lowry O. H . , Rosenbrought N. J. , Farr A. L. , Rangal R. L. Protein measurement with the
Folin Phenol Reagent. In: Journal of Biological Chemistry, 1951, vol. 193, no. 2, pp. 265-275.
17 . Sinha A. K. Colorimetric assay of catalase . In: Analytical Biochemistry, 1972, no 47, pp. 389-
394
18 . Zebrowska E . , Bujnowska E . , Ciereszko I . Differential responses of oat cultivars to phosphate
deprivation: plant growth and acid phosphatase activities . In: Acta Physiologiae Plantarum, 2011, vol. 34, pp . 1251-1260.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Дроганова Татьяна Сергеевна - старший преподаватель кафедры теоретической и прикладной химии факультета естественных наук, Государственный университет просвещения;
e-mail: tatyanadroganova@gmail. com
Севостьянов Михаил Анатольевич - кандидат технических наук, руководитель центра Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии; e-mail: cmakp@mail. ru
Мазуркевич Анастасия Александровна - магистрант факультета естественных наук, Государственный университет просвещения; e-mail: timocha3k@gmail. com
Давыдова Елизавета Денисовна - магистрант факультета естественных наук, Государственный университет просвещения; e-mail: elizaveta. [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Tatyana S. Droganova - Senior Lecturer, Department of Theoretical and Applied Chemistry, Faculty of Natural Sciences, State University of Education; e-mail: tatyanadroganova@gmail. com
Mikhail A. Sevostyanov - PhD (Technica), Head of the Center, All-Russian Research Institute of Phytopathology; e-mail: [email protected]
Anastasia A. Mazurkevich - Master's Degree Student, Faculty of Natural Sciences, State University of Education; e-mail: timocha3k@gmail. com
Elizaveta D. Davydova - Master's Degree Student, Faculty of Natural Sciences, State University of Education;
e-mail: elizaveta dav@yandex ru
ПРАВИЛЬНАЯ ССЫЛКА НА СТАТЬЮ
Оценка применимости искусственных почвогрунтов для выращивания растений / Т. С. Дроганова, М. А. Севостьянов, А. А. Мазуркевич, Е . Д . Давыдова // Географическая среда и живые системы . 2023. № 3. С. 186-199. БО!: 10.18384/2712-7621-2023-3-186-199
FOR CITATION
Droganova T. S . , Sevostyanov M . A . , Mazurkevich A . A . , Davydova E . D. Determination of the possibility of using artificial soils for growing plants . In: Geographical Environment and Living Systems, 2023, no . 3, pp. 186-199. DOI: 10.18384/2712-7621-2023-3-186-199
\mj
