CC BY
11
УДК 631.8
DOI: 10.24412/1728-323X-2023-6-87-95
ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНИТА И СЕЛЕНАТА НАТРИЯ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
А. В. Синдирева, доктор биологических наук, заведующий кафедры геоэкологии и природопользования Института наук о Земле, Тюменский государственный университет, a.v.sindireva@utmn.ru, г. Тюмень, Россия,
А. К. Мангутова, аспирант кафедры геоэкологии и природопользования Института наук о Земле, Тюменский государственный университет, a.k.mangutova@utmn.ru, г. Тюмень, Россия, Е. С. Швец, студентка Института наук о Земле, Тюменский государственный университет, stud0000225831@studyMtmn.ru, г. Тюмень, Россия
Аннотация. В статье проведен анализ накопления селена и его влияния на лабораторную всхожесть, энергию прорастания и начальные показатели роста и развития зерновых культур. Объектами исследования являлись яровая пшеница, яровой ячмень, озимая рожь. Семена культур замачивались в растворах селената и селенита натрия с концентрациями Se от 0,00012 до 0,1 %. Определены взаимосвязи между накоплением селена, всхожестью семян, энергией прорастания, показателями роста и развития. Положительный эффект от применения соединений селена отмечался только в диапазоне концентраций от 0,00012 до 0,00125 %. Наиболее угнетающий эффект был отмечен при применении растворов селенита натрия при сравнительной оценке с теми же показателями на контрольном варианте и при использовании селената натрия. Корреляционный анализ показал высокие отрицательные зависимости между концентрацией селена в растворах селената и селенита натрия и показателями всхожести энергии прорастания, длины корешка и ростка проростков исследуемых культур. Эффективное накопление селена отмечено при использовании раствора селенита натрия в низких концентрациях, а при использовании высоких концентраций — селената натрия. Растения по способности концентрировать селен располагаются по убыванию в следующий ряд: озимая рожь — яровая пшеница — яровой ячмень.
Abstract. The article analyzes the accumulation of selenium and its effect on laboratory germination, germination energy and initial indicators of growth and development of grain crops. The objects of the study were spring wheat, spring barley, winter rye. The seeds of the crops were soaked in solutions of sodium selenate and selenite with Se concentrations from 0.00012 to 0.1 %. The interrelations between selenium accumulation, seed germination, germination energy, growth and development indicators are determined. The positive effect of the use of selenium compounds was observed only in the concentration range from 0.00012 to 0.00125 %. The most depressing effect was noted when using sodium selenite solutions in a comparative assessment with the same indicators in the control variant and when using sodium selenate. The correlation analysis showed high negative correlations between the concentration of selenium in sodium selenate and selenite solutions and the germination energy, root and sprout length of the seedlings of the studied crops. The effective accumulation of selenium was observed when using a solution of sodium selenite in low concentrations and that of sodium selenate in high concentrations. According to their ability to concentrate selenium, the plants are arranged in descending order in the following row: winter rye — spring wheat — spring barley.
Ключевые слова: селен, яровая пшеница, яровой ячмень, озимая рожь, показатели роста.
Keywords: selenium, spring wheat, spring barley, winter rye, growth indices.
Введение
Селен, являясь эссенциальным микроэлементом для человека и животных, играет существенную роль в выработке антиоксидантов, улучшении иммунитета, поддержании гормонального баланса, снижении риска развития рака, защиты от сердечных заболеваний и других функциях организма [1—7]. Недостаток селена может привести к различным заболеваниям, таким как кар-диомиопатия Кешана, дерматит, артрит, болезнь Альцгеймера и даже рак [8—10]. Однако избыток селена также может быть опасен и способствует развитию селеноза — токсического состояния, которое вызывает головные боли, тошноту, диарею и в тяжелых случаях может привести к смерти. Поэтому важно следить за уровнем селена в организме и получать его в безопасном количестве через естественные источники питания [11].
Основными источниками микроэлемента для человека являются бразильские орехи, морепродукты и субпродукты. В животные продукты они
попадают преимущественно из растений, а в растения из почвы. Количество селена в почве зависит от многих факторов, включая географическое положение территории, тип почвы, климатические условия. Во многих странах мира могут одновременно встречаться территории, как с избытком, так и недостатком микроэлемента [12—15]. Например, в США избыток селена часто со дер -жится в почвах на западе страны, в районах, где много горных пород, таких как гранит и шифер [12]. В Европе дисбаланс селена часто отмечается в почвах на севере и востоке континента [13]. В некоторых регионах мира, таких как Китай и Индия, недостаток селена в почвах может привести к селенодефициту у местного населения [14, 15]. Большинство территорий России являются селено дефицитными, что связано с его природным недостатком в почве, растениях, воде. Учитывая вышеописанное, необходима разработка научно обоснованных приемов по обогащению сельскохозяйственных культур селеном. Поэтому
сравнительная оценка эффективности применения различных препаратов селена (например, селенита и селената натрия) для обогащения семян различных зерновых культур, является актуальной задачей. Одним из эффективных приемов обогащения культур является предпосевная обработка семян. Однако на начальных этапах онтогенеза растения очень чувствительны к изменению химического состава среды. В то же время селен, как и другие микроэлементы, наиболее интенсивно накапливается в начальные фазы развития растений. Поэтому результаты исследования по влиянию различных концентраций се-лената и селенита натрия на начальные показатели развития и роста растений представляют научный и практический интерес и могут быть использованы в сельском хозяйстве для повышения урожайности и качества зерновых культур. Растительные продукты с высоким содержанием селена могут использоваться для профилактики селенодефицита населения. Однако при биофортификации селена с использованием растворов селенита и селената натрия в высоких концентрациях в растениях усиливаются прооксидатив-ные процессы, уменьшается биомасса растений и изменяется концентрация ассимиляционных пигментов, нарушается естественное накопление серы [16].
Цель исследования: оценить влияние применения растворов селенита и селената натрия с разными концентрациями Зе (от 0,00012 до 0,01 %) на начальные показатели развития и роста яровой пшеницы, ярового ячменя и озимой ржи и накопление селена в проростках этих культур.
Задачи исследования:
— изучить влияние растворов селената и селенита натрия с концентрациями селена от 0,00012 до 0,1 % на показатели л абораторной всхожести и роста, развития семян;
— проанализировать содержание селена в проростках зерновых культур после обработки растворами селената и селенита натрия в разных концентрациях в условиях замачивания;
— сравнить действия растворов селената и селенита натрия на рост и развитие семян зерновых культур, определить наиболее оптимальные концентрации внесения растворов.
Модели и методы
Исследования проводились в период 2022— 2023 гг. в лаборатории Экологического мониторинга Института наук о Земле ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет». Объектами исследования являлись семена яровой пшеницы сорта Памяти Азиева, ярового ячменя сорта Омский 87, озимой ржи сорта Сибирь. Ла-
бораторный опыт с замачиванием семян был заложен в трехкратной повторности по следующей схеме: 1. контроль (дистиллированная вода); 2. раствор Na2SeO3; 3. раствор Na2SeO4. Растворы селенита и селената натрия применяли с концентрацией Se 0,00012; 0,00125; 0,0025; 0,005; 0,01 %.
Оценка показателей роста и развития проводилась следующим образом: на третий день путем лабораторной всхожести семян (согласно ГОСТ 12038—84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести), на седьмой день — длины ростка и корешка проростков [17].
Определение селена в проростках осуществлялось в аккредитованной испытательной лаборатории ФГБУ «ЦЛАТИ по УФО» по Тюменской области методом спектрометрии с индуктивно -связанной плазмой с применением методики ПНД Ф 16.1:2.3:3.11—98 «Количественный химический анализ растений. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой», предназначенной для определения массовой доли селена в растительных образцах [18].
Математическая обработка результатов осуществлялась стандартными статистическими методами с использованием компьютерного пакета программ MS EXCEL, STATISTIKA.
Результаты и обсуждение
В результате исследования была проведена оценка влияния растворов селената и селенита натрия с концентрациями Se 0,00012, 0,00125, 0,0025, 0,05 и 0,01 % на лабораторную всхожесть и энергию прорастания семян мягкой яровой пшеницы, ярового ячменя и озимой ржи (рис. 1).
На рисунке 2 представлено влияние растворов селената и селенита натрия в разных концентрациях на длину ростка и корешка проростков яровой мягкой пшеницы, ярового ячменя и озимой ржи.
В результате исследований установлено, что обработка семян яровой мягкой пшеницы растворами Na2SeO3 и Na2SeO4 способствовала снижению показателей всхожести и энергии прорастания семян по сравнению с контрольным вариантом. Обработка семян раствором Na2SeO3 с максимальной концентрацией Se 0,01 % привела к уменьшению показателей всхожести на 27,3 % и энергии прорастания на 32 % относительно этих показателей на контроле. Обработка семян яровой мягкой пшеницы раствором Na2SeO4 с концентрацией 0,01 % способствовала снижению показателей всхожести на 13,8 % и энергии прорастания на 17,2 % по сравнению с контролем. Можно сделать вывод, что при обработке селени-
100
5 90
I 80
I 70
I 60
^ 50
» 1 л
и 30
к
§
I
я
20 10 0
сх СМ
^ ^ V о> в4
СЧ ГЦ
о
О О
Яровая пшеница
■хО чО
О4-
>ч СМ ГЧ О -ч О ООО
о
Яровой ячмень Концентрация внесения Бе в культуры
СМ
^в чв ^о ^в ©^ ©^ ©^ ©^
ем сч о
О о
Озимая рожь
I Всхожесть, % [№28е03] Всхожесть, % [Ка28е04]
I Энергия прорастания, % [№28е03] I Энергия прорастания, % [Ка28е04]
Рис. 1. Влияние растворов селената и селенита натрия на энергию прорастания и всхожесть семян яровой мягкой пшеницы,
ярового ячменя и озимой ржи
Яровая пшеница Яровой ячмень
Концентрация внесения 8е в культуры
Длина корня, см [ТМа28е03 ] Длина корня, см [Ка28е04]
Длина ростка, см Р4а28с03 ] Длина ростка, см Р4а28е04]
Рис. 2. Влияние растворов селената и селенита натрия на длину ростка и корешка проростков яровой мягкой пшеницы,
ярового ячменя и озимой ржи
том и селенатом натрия имеется тенденция к снижению показателей энергии прорастания и всхожести семян яровой мягкой пшеницы (рис. 1). Длина проростков яровой мягкой пшеницы при замачивании в растворах Ка2$еОз и Ка2$е04 снижалась относительно этих же показателей у проростков на контрольном варианте. При применении растворов №2$е0з с концентрацией Зе 0,00012 % на 22 % и с концентрацией 0,01 % на 87,7 % относительно длины ростков проростков контрольного варианта. Растворы селената натрия оказывают менее негативное влияние (рис. 2). Аналогичная тенденция отмечается и при оценке влияния селенсодержащих соединений на длину
корня. Обработка семян яровой мягкой пшеницы №2$е0з привела к снижению длины корня относительно этих показателей у растений контрольного варианта. В то же время длина корня при внесении 0,00012 % раствора №2$е04 была на 18,5 % больше, чем длина корня растений контрольного варианта. Длина корня при применении раствора №2$е04 с концентрацией Зе 0,00125 % увеличилась на 23,7 % относительно уровня контроля. Таким образом, при обработке семян раствором №2$е04 в минимальных концентрациях 0,00012 и 0,00125 % отмечается положительное влияние на длину корня семян яровой мягкой пшеницы, в отличие от №2$е0з с теми же
концентрациями (рис. 2). Однако более высокие концентрации способствуют угнетению растений.
Обработка семян ярового ячменя растворами Na2SeOз и Na2SeO4 также способствовала уменьшению показателей всхожести и энергии прорастания, относительно этих показателей на контрольных вариантах. Замачивание семян раствором Na2SeOз с максимальной концентрацией Бе 0,01 % привело к снижению показателей всхожести на 42,9 % и энергии прорастания 43,7 % по сравнению с контролем. Обработка семян раствором ^2Зе04 с концентрацией Бе 0,01 % способствовала снижению показателей лабораторной всхожести на 14,1 % и на 17,6 % энергии прорастания, относительно этих показателей на контроле. При этом растворы с максимальной концентрацией 0,01 % селенита натрия оказывают негативное влияние: отмечается снижение всхожести и энергии прорастания на 28,8 и на 26,1 % по сравнению с теми же показателями при внесении растворов селената натрия (рис. 1). При обработке растворами ^2Бе0з наблюдалось снижение показателей длины ростка относительно контроля. Однако при применении растворов ^2Бе0з с минимальной концентрацией 0,00012 % отмечен стимулирующий эффект по отношению к длине корня ярового ячменя: данный показатель выше на 20,8 % по сравнению с контролем. С повышением концентрации растворов отмечается угнетающее действие селена (рис. 2).
Обработка семян озимой ржи раствором
Na2SeÜ3 с максимальной концентрацией Se 0,01 % привела к уменьшению показателей всхожести на 55,4 и 59,7 % энергии прорастания, относительно этих показателей на контрольных вариантах (рис. 1). При использовании для замачивания растворов Na2SeÜ3 с максимальной концентрацией Se 0,01 % наблюдалось значительное угнетение длины ростка и длины корня на 85,3 % и 94,4 % соответственно, по сравнению с уровнем контроля. Растворы Na2SeÜ4 с высокими концентрациями Se оказывают менее токсичный эффект на показатели роста и развития озимой ржи (рис. 2).
В условиях эксперимента установлены прямые отрицательные зависимости оцениваемых биометрических параметров растений от концентрации селена в растворах селенита и селе-ната натрия. Различия статистически не достоверны для корреляций показателей энергии прорастания и концентрации селената натрия при обработке семян озимой ржи. Для остальных исследуемых показателей роста и развития установлены статистически достоверные отрицательные зависимости с концентрацией Se в составе селенсодержащих препаратов с высоким и очень высокими коэффициентами корреляциями (табл. 1).
Известно, что соединения селена, в частности, селенит и селенат натрия различаются не
Таблица 1
Уравнения зависимости начальных показателей роста и развития семян зерновых культур от концентрации Se в растворах селенита и селената натрия
Показатель Растворы солей Яровая мягкая пшеница Яровой ячмень Озимая рожь
Уравнение зависимости/ коэффициент корреляции
Всхожесть, % [Na2SeO3] [Na2SeO4] y = -2384,7x + 88,85, r = -0,97** y = -1255,4x + 95,29, r = -0,91* y = -3919x + 91,19, r = -0,99** y = -1116x + 91,53, r = -0,98** y = -5025,4x + 93,52, r = -0,99** y = -1003,1x + 88,4, r = -0,99**
Длина корня, мм [Na2SeO3] [Na2SeO4] y = -878,01x + 8,63, r = -0,93* y = -503,28x + 10,42, r = -0,94* y = -829,97x + 7,79, r = -0,93* y = -781,89x + 9,4, r = -0,95** y = -944,85x + 8,54, r = -0,92* y = -713,49x + 9,09, r = -0,97**
Длина ростка, мм [Na2SeO3] [Na2SeO4] y = -797,42x + 9,27, r = -0,90* y = -571,12x + 10,73, r = -0,98** y = -808,03x + 9,06, r = -0,99** y = -443,64x + 8,92, r = -0,96** y = -953,56x + 10,24, r = -0,97** y = -718,89x + 10,65, r = -0,96**
Энергия прорастания, % [Na2SeO3] [Na2SeO4] y = -2406,8x + 81,7, r = -0,98** y = -1631,6x + 94,55, r = -0,96** y = -3778,7x + 86,83, r = -0,89* y = -1341,5x + 89,47, r = -0,84* y = -5140,2x + 88,87, r = -0,87* y = -979,16x + 86,09, r = -0,81***
Примечание: * Р < 0,05, ** Р < 0,01, *** — значения статистически не достоверны; У — показатели роста и развития растений, отмеченные в первом столбце; Х — концентрация Бе в растворах селената и селенита натрия.
IО ■ 0,00012
0,00125
10,0025
0,005
0,01
250
200
Й 150
к
л
5Г 3
6 100
50
I
]
№28е03 Яровая Ма28е04 мягкая пшеница
и.
j
Ка28е03 Яровой Ка28е04 ячмень
Л
Ка28еОэ Озимая Ка2Бе04 рожь
Рис. 3. Содержание селена в проростках яровой пшеницы, ярового ячменя и озимой ржи в условиях применения селенита
и селената натрия
только по особенностям влияния на растительный организм, но и по трансформации микроэлемента в системе «почва — растение». Селен, поступивший в составе селенатов, как правило, более интенсивно поступает в растение и включается в метаболизм. Изучение особенностей накопления селена и установление его нормативов действия на растительный организм на разных этапах онтогенеза при обработке различными селенсодер-жащими соединениями представляет не только теоретический, но и практический интерес. Поэтому по окончании проведения эксперимента с семидневным замачиванием семян зерновых культур в растворах селенита и селената натрия было определено содержание селена в проростках (рис. 3).
Установлены прямые зависимости между концентрацией растворов селената и селенита натрия и содержанием селена в проростках изучаемых культур. Сравнительный анализ поглощающей способности семян зерновых культур и показателей роста и развития установил разные значения для растворов с минимальными и максимальными концентрациями.
При обработке семян с концентрацией Зе 0,00012 % Ка2$еОз и Ка2$е04 содержание селена в проростках зерна яровой мягкой пшеницы увеличивается в 16 и 17 раз, а при обработке семян с концентрацией 0,01 % №2$е0з и №2$е04 содержание микроэлемента увеличивается в 500 и 600 раз и составляет соответственно 250,0 ± 130,0 и 260,0 ± 140,0 мг/кг (рис. 3). В целях нормиро-
вания содержания селена в проростках яровой мягкой пшеницы сопоставлены показатели начального роста, и развития и уровня селена. Необходимо отметить, что достоверное снижение биометрических показателей яровой мягкой пшеницы отмечается при валовом содержании селена 28,0 ± 4,0 мг/кг (при применении селенита натрия) и 30,0 ± 5,0 (при применении селената натрия) (рис. 3). Таким образом, данный уровень селена можно условно принять за предельно допустимую концентрацию микроэлемента для растений яровой мягкой пшеницы на начальных этапах онтогенеза. Следует отметить, что менее токсичным по показателю всхожести семян и более эффективным по накоплению селена в семенах мягкой яровой пшеницы является селенат натрия.
В семенах ярового ячменя содержание селена увеличилось в 34,5 и 7,4 раз соответственно при обработке №2$е03 и №2$е04 с минимальной концентрацией микроэлемента 0,00012 %. При применении растворов этих солей с максимальной концентрацией уровень селена увеличился в 395 и 510 раз соответственно. При этом содержание селена составляло 134,0 ± 17,0 мг/кг (при применении селенита натрия) и 173,0 ± 26,0 мг/кг (при применении селената натрия) (рис. 3). При сопоставлении биометрических показателей растений и уровня селена установлено, что токсический эффект микроэлемента достоверно проявляется при содержании 22,0 ± 11,0 мг/кг и 45,0 ± 13,0 мг/кг соответственно в опытах с селенитом и селенатом натрия. Необходимо отметить, что яровой ячмень менее интенсивно накапливает селен, нежели яровая пшеница.
Анализ интенсивности накопления селена в семенах озимой ржи показал аналогичные тенденции, как и в опытах с мягкой яровой пшеницей и яровым ячменем. Вследствие обработки семян с минимальными концентрациями №2$е03 и №2$е04 содержание увеличилось 28,4 и 11,4 раз, а с концентрациями 0,01 % в 503 и 523 раза соот-
ветственно. Содержание Зе при этом составляло 250,0 ± 13,0 и 260,0 ± 14,0 мг/кг соответственно (рис. 3). При этом можно отметить, что при низких концентрациях более эффективен в накоплении селена селенит натрия, а при высоких концентрациях — селенат натрия. Например, при применении селенита натрия с концентрацией 0,00012 и 0,00125 % накопление селена было больше в 2,6 и 3,6 раз по сравнению с уровнем микроэлемента при использовании селената натрия в тех же концентрациях. Токсический эффект микроэлемента для озимой ржи достоверно проявляется при содержании 22,0 ± 11,0 и 45,0 ± 13,0 мг/кг соответственно в опытах с селенитом и селенатом натрия.
Таким образом, установлены видовые различия в исходном содержании и накоплении селена зерновыми культурами. По исходному содержанию селена в проростках растений зерновые культуры можно расположить в следующем убывающем порядке: озимая рожь (0,49 мг/кг) — яровая пшеница (0,40 мг/кг) — яровой ячмень (0,339 мг/кг).
Интенсивность накопления селена зависела не только от видовых особенностей культур, но и от химических свойств применяемых препаратов в качестве питательной среды. При приме -нении селенита натрия в максимальной концентрации Зе (0,01 %) установлен следующий ряд: озимая рожь (250,0 мг/кг) — яровая пшеница (202,0 мг/кг) — яровой ячмень (134,0 мг/кг). При использовании селената натрия в максимальной концентрации Зе (0,01 %) установлен аналогичный ряд: озимая рожь (260,0 мг/кг) — яровая пшеница (243,0 мг/кг) — яровой ячмень (173,0 мг/кг).
Установленные закономерности можно использовать в практической деятельности при реализации мероприятий по биофортификации. В условиях эксперимента была установлена зависимость содержания селена в проростках зерновых культур от концентрации Зе в растворах Ка2Зе03 и Ка2Яе04 (табл. 2).
Таблица 2
Уравнения зависимости содержания селена в проростках зерновых культур от концентрации 8е в растворах №2§еОз и №2§е04
Показатель Растворы солей Яровая мягкая пшеница Яровой ячмень Озимая рожь
Уравнение зависимости/коэффициент корреляции
Содержание селена, мг/кг [Ма28е03] [Ма28е04] у = 39,5х - 69,1, г = 0,97** у = 53,38х - 92,4, г = 0,91* у = 21,8х - 38,2, г = 0,95** у = 30,07х - 57,1, г = 0,93** у = 39,2х - 75,4, г = 0,91** у = 47,99х - 95,4, г = 0,91**
Примечание: * Р < 0,05, ** Р < 0,01, *** — значения статистически не достоверны; У — содержание селена в растениях; Х — концентрация Бе в растворах селената и селенита натрия.
Таблица 3
Коэффициенты «Ь» интенсивности действия селенита и селената натрия на накопление селена в проростках зерна
Исходя из рассчитанных уравнений зависимости, установлены нормативные коэффициенты «Ь» интенсивности действия селенита и селе-ната натрия на накопление селена в проростках зерна (табл. 3).
Данные коэффициенты показывают, насколько увеличивается содержание Зе в растениях с повышением концентрации микроэлемента в растворах селенита и селената натрия на 1 %, применяемых для замачивания семян. Согласно данным таблицы 3, наибольшей интенсивностью накопления селена обладают проростки яровой пшеницы при использовании для замачивания селената натрия, а наименьшей — яровой ячмень при применении селенита натрия.
Полученные данные позволяют прогнозировать содержание селена в зерновых культурах на начальных этапах онтогенеза. Они м огут быть использованы для подготовки научно обоснованных рекомендаций по применению соединений селена для предпосевной обработки семян зерновых культур. Кроме того, проростки зерновых культур могут быть использованы как дополнительный источник поступления селена в рацион животных и человека, однако здесь требуются дополнительные исследования по оценке безопасности их применения, поскольку селен обладает узкой гранью между токсичностью и необходимостью [19, 20]. Проведенные исследования показывают, что на начальных этапах формирования проростков зерновые культуры способны
накапливать значительные количества селена, которые являются токсичными для растительно -го организма.
Заключение
Биофортификация семян селеном методом замачивания оказывает существенное влияние на рост и развитие растений. Из опыта следует сделать выводы, что обработка растворами №2$е03 и №2$е04 зерновых культур оказывает неоднозначное влияние. Можно предположить, что имеются внутривидовые различия в показателях всхожести, энергии прорастания и накопления селена в проростках семян. Установлены общие тенденции угнетения проростков при внесении максимальных концентраций селенита и селена-та натрия у семян яровой мягкой пшеницы, ярового ячменя и озимой ржи. По аккумуляции селена в семенах культур на контрольных вариантах их можно расположить в следующем убывающем порядке: озимая рожь — мягкая яровая пшеница — яровой ячмень. При внесении растворов с высокими концентрациями селенита и селената натрия порядок культур по наибольшему накоплению селена не меняется. Все это может говорить о том, что для каждой из зерновых культур необходимо определение оптимальных доз и форм применения селена в целях улучшения качества и повышения урожайности зерновых культур. Метод замачивания семян растворами селената и селенита натрия может найти положительное применение в качестве проращивания микрозелени зерновых культур, обогащенных селеном. Однако экологическая безопасность применения биофор-тифицированных растительных продуктов требуют дополнительных исследований, в связи с риском избыточного поступления микроэлемента в ежедневный рацион животных и человека.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и МОКНСМ в рамках научного проекта № 20-55-44028.
Растворы солей Яровая пшеница Яровой ячмень Озимая рожь
Коэффициенты «b», мг/кг
[Na2SeO3] 39,5 21,8 39,2
[Na2SeO4] 53,38 30,07 47,99
Библиографический список
1. Schnabel R., Lubos E., Messow C. M., Sinning C. R., Zeller T., Wild P. S., Peetz D., Handy D. E., Munzel T., Loscalzo J., Lackner K. J., Blankenberg S. Selenium supplementation improves antioxidant capacity in vitro and in vivo in patients with coronary artery disease The Selenium Therapy in Coronary Artery disease Patients (SETCAP) Study // American Heart Journal. - 2008. - Т. 156. - № 6. - С. 1201.e1-11. DOI: 10.1016/j.ahj.2008.09.004. PMID: 19033020; PMCID: PMC3624729.
2. Pham-Huy L. A., He H., Pham-Huy C. Free radicals, antioxidants in disease and health // International journal of biomedical science. - 2008. - Т. 4. - № 2. - С. 89-96. PMID: 23675073; PMCID: PMC3614697.
3. Cai X., Wang C., Yu W., Fan W., Wang S., Shen N., Wu P., Li X., Wang F. Selenium Exposure and Cancer Risk: an Updated Meta-analysis and Meta-regression // Scientific reports. - 2016. - Т. 6: 19213. DOI: 10.1038/srep19213. PMID: 26786590; PMCID: PMC4726178.
4. Santos J. R., Gois A. M., Mendonfa D. M., Freire M. A. Nutritional status, oxidative stress and dementia: the role of selenium in Alzheimer's disease // Front Aging Neurosci. — 2014. — Т. 6: 206. DOI: 10.3389/fnagi.2014.00206. PMID: 25221506; PMCID: PMC4147716.
5. Ventura M., Melo M., Carrilho F. Selenium and Thyroid Disease: From Pathophysiology to Treatment // International journal of endocrinology. — 2017. Т. 2017: 1297658. DOI: 10.1155/2017/1297658. PMID: 28255299; PMCID: PMC5307254.
6. Bügel S., Larsen E. H., Sloth J. J., Flytlie K., Overvad K., Steenberg L. C., Moesgaard S. Absorption, excretion, and retention of selenium from a high selenium yeast in men with a high intake of selenium // Food & nutrition research. — 2008. — Т. 52: 10.3402/fnr.v52i0.1642. DOI: 10.3402/fnr.v52i0.1642. PMID: 19109661; PMCID: PMC2596749, available from: https:// www.tandfonline.com/doi/full/10.3402/fnr.v52i0.1642?scroll=top&needAccess=true, date of access 25.10.2023.
7. Institute of Medicine (US) Panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds. Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids // Washington (DC): National Academies Press (US). — 2000. — Т. 7, ссылка доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK225470/, дата обращения 25.10.2023.
8. Chen J. An original discovery: selenium deficiency and Keshan disease (an endemic heart disease) // Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition: APJCN. — 2012. — Т. 21. — № 3. — P. 320—326. PMID: 22705420.
9. Shreenath A. P., Ameer M. A., Dooley J. Selenium Deficiency. [Updated 2022 Jul 19] // In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. — 2023. Ссылка доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482260/, дата обращения 25.10.2023.
10. Ghorbani A., Omidvar B., Parsi A. Protective effect of selenium on cisplatin induced nephrotoxicity: A double-blind controlled randomized clinical trial // Journal of nephropathology. — 2013. Т. 2. — Т. 2. — P. 129—34. DOI: 10.12860/ JNP.2013.21. PMID: 24475439; PMCID: PMC3891148.
11. de Carvalho Machado C., Dinis-Oliveira R. J. Clinical and Forensic Signs Resulting from Exposure to Heavy Metals and Other Chemical Elements of the Periodic Table // Journal of clinical medicine. — 2023. — Т. 12, — № 7. — P. 2591. DOI: 10.3390/jcm12072591. PMID: 37048674; PMCID: PMC10095087.
12. National Research Council (US) Subcommittee on Selenium. Selenium in Nutrition: Revised Edition. // Washington (DC): National Academies Press (US). —1983. — Т. 3, ссылка доступа: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK216733/, дата обращения 25.10.2023.
13. Manojlovic M., LoncariC Z. Selenium deficiency in regional soils affecting animal and human health in Balkan and other European countries. // The Nexus of Soils, Plants, Animals and Human Health. — 2017. — Т. 7. — P. 87—98.
14. Li F., Yu T., Huang Z., Yang Z., Hou Q., Tang Q., Liu J., Wang L. Linking health to geology-a new assessment and zoning model based on the frame of medical geology // Environmental Geochemistry and Health. — 2023. — Т. 45. — № 10. — P. 7145—7159. DOI: 10.1007/s10653-023-01516-9.
15. Yadav S. K., Singh I., Singh D., Han S. D. Selenium status in soils of northern districts of India // Journal of Environmental Management. — 2005. — Т. 75. — № 2. — P. 129—32. DOI: 10.1016/j.jenvman.2004.11.013. PMID: 15763155.
16. Hawrylak-Nowak B. Comparative effects of selenite and selenate on growth and selenium accumulation in lettuce plants under hydroponic conditions // Plant Growth Regulation. — 2013. — Т. 70. — P. 149—157. DOI: 10.1007/s10725-013-9788-5.
17. ГОСТ 12038—84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Дата введения 01.07.86. — М.: Стандартинформ, 2011. — 53 с.
18. ПНД Ф 16.1:2.3:3.11—98 Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.
19. Зайко О. А., Синдирева А. В., Путалова И. Н., Конвай В. Д. Влияние токсических доз селена на процессы пере-кисного окисления липидов в крови и брыжеечных лимфатических узлах крыс // Медицинская наука и образование Урала. — 2009. — Т. 10. — № 2 (57). — С. 57—59.
20. Синдирева А. В., Зайко О. А. Влияние повышенного содержания селена в почве на накопление его в рапсе яровом и состояние антиоксидантной активности в печени крыс // Достижения науки и техники АПК. — 2009. — № 3. — С. 45—47.
THE EFFECT OF SELENITE AND SODIUM SELENATE ON PLANT GROWTH AND DEVELOPMENT
A. V. Sindireva, Ph. D. (Biology), Dr. Habil., Head of the Department of Geoecology and Nature Management, Institute of Earth Sciences, Tyumen State University, a.v.sindireva@utmn.ru, Tyumen, Russia,
A. K. Mangutova, Postgraduate, Department of Geoecology and Nature Management, Institute of Earth Sciences, Tyumen State University, a.k.mangutova@utmn.ru, Tyumen, Russia,
E. S. Shvets, Undergraduate, Institute of Earth Sciences, Tyumen State University, stud0000225831@study.utmn.ru, Tyumen, Russia References
1. Schnabel R., Lubos E., Messow C. M., Sinning C. R., Zeller T., Wild P. S., Peetz D., Handy D. E., Munzel T., Loscalzo J., Lackner K. J., Blankenberg S. Selenium supplementation improves antioxidant capacity in vitro and in vivo in patients with coronary artery disease The SElenium Therapy in Coronary Artery disease Patients (SETCAP) Study. American Heart Journal. 2008. Vol. 156, No. 6, P. 1201.e1-11. DOI: 10.1016/j.ahj.2008.09.004. PMID: 19033020; PMCID: PMC3624729.
2. Pham-Huy L. A., He H., Pham-Huy C. Free radicals, antioxidants in disease and health. International journal of biomedical science. 2008. Vol. 4, No. 2, P. 89-96. PMID: 23675073; PMCID: PMC3614697.
3. Cai X., Wang C., Yu W., Fan W., Wang S., Shen N., Wu P., Li X., Wang F. Selenium Exposure and Cancer Risk: an Updated Meta-analysis and Meta-regression. Scientific reports. 2016. Vol. 6:19213. DOI: 10.1038/srep19213. PMID: 26786590; PMCID: PMC4726178.
4. Santos J. R., Gois A. M., Mendonfa D. M., Freire M. A. Nutritional status, oxidative stress and dementia: the role of selenium in Alzheimer's disease. Front Aging Neurosci. 2014. Vol. 6: 206. DOI: 10.3389/fnagi.2014.00206. PMID: 25221506; PMCID: PMC4147716.
5. Ventura M., Melo M., Carrilho F. Selenium and Thyroid Disease: From Pathophysiology to Treatment. International journal of endocrinology. 2017. Vol. 2017: 1297658. DOI: 10.1155/2017/1297658. PMID: 28255299; PMCID: PMC5307254.
6. Bügel S., Larsen E. H., Sloth J. J., Flytlie K., Overvad K., Steenberg L. C., Moesgaard S. Absorption, excretion, and retention of selenium from a high selenium yeast in men with a high intake of selenium. Food & nutrition research. 2008. Vol. 52: 10.3402/fnr.v52i0.1642. DOI: 10.3402/fnr.v52i0.1642. PMID: 19109661; PMCID: PMC2596749, available from: https:// www.tandfonline.com/doi/full/10.3402/fnr.v52i0.1642?scroll=top&needAccess=true, date of access 25.10.2023.
7. Institute of Medicine (US) Panel on Dietary Antioxidants and Related Compounds. Dietary Reference Intakes for Vitamin C, Vitamin E, Selenium, and Carotenoids. Washington (DC): National Academies Press (US). 2000. Vol. 7, available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK225470/, date of access 25.10.2023.
8. Chen J. An original discovery: selenium deficiency and Keshan disease (an endemic heart disease). Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition: APJCN. 2012. Vol. 21, No. 3, P. 320-326. PMID: 22705420.
9. Shreenath A. P., Ameer M. A., Dooley J. Selenium Deficiency. [Updated 2022 Jul 19]. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2023. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482260/, date of access 25.10.2023.
10. Ghorbani A., Omidvar B., Parsi A. Protective effect of selenium on cisplatin induced nephrotoxicity: A double-blind controlled randomized clinical trial. Journal of nephropathology. 2013. Vol. 2, No. 2, P. 129—34. DOI: 10.12860/JNP.2013.21. PMID: 24475439; PMCID: PMC3891148.
11. de Carvalho Machado C., Dinis-Oliveira R. J. Clinical and Forensic Signs Resulting from Exposure to Heavy Metals and Other Chemical Elements of the Periodic Table. Journal of clinical medicine. 2023. Vol. 12, No. 7, P. 2591. DOI: 10.3390/ jcm12072591. PMID: 37048674; PMCID: PMC10095087.
12. National Research Council (US) Subcommittee on Selenium. Selenium in Nutrition: Revised Edition. Washington (DC): National Academies Press (US). 1983. Vol. 3, available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK216733/, date of access 25.10.2023.
13. Manojlovic M., Loncaric Z. Selenium deficiency in regional soils affecting animal and human health in Balkan and other European countries. The Nexus of Soils, Plants, Animals and Human Health. 2017. Vol. 7, P. 87—98.
14. Li F., Yu T., Huang Z., Yang Z., Hou Q., Tang Q., Liu J., Wang L. Linking health to geology-a new assessment and zoning model based on the frame of medical geology. Environmental Geochemistry and Health. 2023. Vol. 45, No. 10. P. 7145—7159. DOI: 10.1007/s10653-023-01516-9.
15. Yadav S. K., Singh I., Singh D., Han S. D. Selenium status in soils of northern districts of India. Journal of Environmental Management. 2005. Vol. 75, No. 2. P. 129—32. DOI: 10.1016/j.jenvman.2004.11.013. PMID: 15763155.
16. Hawrylak-Nowak B. Comparative effects of selenite and selenate on growth and selenium accumulation in lettuce plants under hydroponic conditions. Plant Growth Regulation. 2013. Vol. 70. P. 149—157. DOI: 10.1007/s10725-013-9788-5.
17. GOST 12038—84. Semena sel'sko-hozyajstvennyh kul'tur. Metody opredeleniya vskhozhesti. [GOST 12038—84. Seeds of agricultural crops. Methods for determining germination]. Data vvedeniya: 01.07.86. Moscow, Standartinform, 2011. 53 p.
18. PND F 16.1:2.3:3.11—98 Kolichestvennyj himicheskij analiz pochv. Metodika vypolneniya izmerenij soderzhaniya metallov v tverdyh ob'ektah metodom spektrometrii s induktivno-svyazannoj plazmoj [HDPE F 16.1:2.3:3.11—98 Quantitative chemical analysis of soils. Method of measurement of metal content in solid objects by inductively coupled plasma spectrometry].
19. Zaiko O. A., Sindireva A. V., Putalova I. N., Konvay V. D. Vliyanie toksicheskih doz selena na processy perekisnogo okislen-iya lipidov v krovi i bryzheechnyh limfaticheskih uzlah krys [The effect of toxic doses of selenium on the processes of lipid peroxidation in the blood and mesenteric lymph nodes of rats]. Medicinskaya nauka i obrazovanie Urala. 2009. Vol. 10. No. 2 (57). P. 57—59 [in Russian].
20. Sindireva A. V., Zaiko O. A. Vliyanie povyshennogo soderzhaniya selena v pochve na nakoplenie ego v rapse yarovom i sos-toyanie antioksidantnoj aktivnosti v pecheni krys [The effect of increased selenium content in the soil on its accumulation in spring rape and the state of antioxidant activity in the liver of rats]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2009. No. 3. P. 45—47 [in Russian].
