CC BY
5I SÄSraSS 22-24 октября 2024 г.
А -ПРОКОРОВСКИЕ НЕДЕЛИ-
Влияние комплексов наночастиц селена и наночастиц цинка на урожайность сельскохозяйственных культур
Казанцева Д.В., Пасхин М.О., Шумейко С.А.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва Е-mail: dinacazantsewa@yandex. ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-175-177
Использование наночастиц (НЧ), имеющих в своем составе компоненты минерального питания растений, позволяет уменьшить количество химических удобрений, используемых при их выращивании. Использование наноудобрений позволяет избежать токсического эффекта за счёт постепенного высвобождения питательных элементов в доступной растениями форме. Цинк и селен, в том числе наноразмерные, способствуют увеличению продуктивности сельскохозяйственных растений интенсифицируя процесс фотосинтеза и, как следствие, накопление биомассы.
В данной работе рассмотрено совместное использование НЧ селена и НЧ цинка (в виде оксида) в качестве компонентов удобрений при выращивании растений томата (Solanum lycopersicum). Растения были разделены на 6 групп, различающихся по типу используемых питательных растворов. В контрольной группе полив осуществляли питательным раствором (раствор 1), состав которого приведён в таблице. Экспериментальные растения поливали раствором, содержащим НЧ селена, НЧ цинка или НЧ селена и НЧ цинка, добавленные одновременно, как в присутствии, так и в отсутствии растворимого цинка в питательном растворе.
Для подбора подходящей концентрации НЧ для приготовления питательных растворов руководствовались литературными данными. Оптимальное соотношение НЧ селена и НЧ цинка определяли как по их взаимодействию в водном растворе, так и при выращивании растений.
Методами динамического светорассеяния и просвечивающей электронной микроскопии показано, что НЧ цинка в водном растворе имели размер, равный 20-40 нм, собранные в агрегаты, размером 579 нм, при этом инкубация НЧ в растворе приводила к быстрому образованию агрегатов, размером до 5314 нм. Добавление НЧ селена к НЧ цинка не приводило к изменениям размера агрегатов в водном
_ SSÄSS ФИЗИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ И MEДИЦИНСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ
-ПРОХОРОВСКИЕ НЕДЕЛИ-
растворе, но при этом препятствовало образованию агрегатов во время инкубации, которые в течение 5-7 минут достигали около 1200 нм и оставались стабильными. При этом оптимальное соотношение НЧ цинка к НЧ селена по количеству частиц в объёме составляло от 1:1 до 1:10. Таким образом, НЧ селена могут увеличить доступность цинка из наночастиц Zn для растений из почвы.
Таблица 1. Состав питательного раствора (раствор 1) для полива контрольной группы растений
Соединения Содержание, г/л
В форме солей KNO3 0,05
Mg(NÜ3)2 6H2O 0,17
Ca(NO3)2 4H2Ü 1,06
K2SO4 0,38
KH2PO4 0,135
MgSO4 7H2O 0,49
Na2MoO4 0,0001
H3BO3 0,002
В форме хелатов меди (II) 0,0045
железа (II) 0,18
марганца (II) 0,075
цинка 0,03
Это предположение было проверено экспериментально. Показано, что совместное добавление НЧ цинка и НЧ селена в питательный раствор приводило к уменьшению вымывания НЧ селена из почвы и повышению доступности исследуемых элементов для растений томата, за счёт чего увеличивалась их продуктивность.
Авторы выражают благодарность научному руководителю к.б.н. Яныкину Д.В. за постановку научной задачи, помощь в измерениях и обсуждении результатов.
ШКОЛА-ИОНОСРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
22-24 октября 2024 г.
1. Serov DA. et al. Materials. 2023, 16, 15, 5363.
2. Yang L. et al. Plant Physiology and Biochemistry. 2024, 108895.
