CC BY
12
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Химические науки / Chemical Science Оригинальная статья / Original Article УДК 54
DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-2-10-14
Влияние сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер»
© 2018 Гаджиева Г. М., Гусейнов Р. М., Гасаналиева П. Н., Магомедова Д. Р., Рашкуева З. И.
Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия, e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Цель исследования - изучение влияния сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер». Методы. Метод предпосевного замачивания семян в растворах сульфатов металлов. Результат. В результате настоящей работы нами определено влияние различных сульфатов металлов на скорость, на всхожесть семян, на рост корней проростка, на водоудерживающую способность листьев подсолнечника сорта «Пионер». Вывод. Из проведенных исследований видно, что прорастание семян подсолнечника в большей степени стимулирует сульфат никеля, кобальта, железа и цинка.
Ключевые слова: сульфаты металлов (никеля, кобальта, железа, цинка), микроэлементы, семена, рост развития, урожай.
Формат цитирования: Гаджиева Г. М., Гусейнов Р. М., Гасаналиева П. Н., Магомедова Д. Р., Рашкуева З. И. Влияние сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер» // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2018. Т. 12. № 2. С. 10-14. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-2-10-14_
Effects of Metal Sulphates and Seawater on the Seeds Germination of the "Pioneer"
Sunflower Cultivar
© 2018 Guleybat M. Gadzhieva, Rizvan М. Guseynov, Patimat N. Gasanalieva, Jennet R. Magomedova, Zaira I. Rashkueva
Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia, e-mail: [email protected]
ABSTRACT. The aim of the study is researching the effects of metal sulphates and seawater on the seeds germination of the "Pioneer" sunflower cultivar. Methods. Method of presowing soaking of seeds in solutions of metal sulphates. Result. As a result of this work, we determined the effect of various metal sulfates on the speed, seed germination, growth of the seedling roots, the water-holding capacity of sunflower leaves of the "Pioneer" cultivar. Conclusion. The studies show that the germination of sunflower seeds is stimulated by Nickel Sulfate, Cobalt, Iron and Zinc to a greater extent.
Keywords: metal sulfates (Nickel, Cobalt, Iron, Zinc), micro-elements, seeds, growth, harvest.
For citation: Gadzhieva G. M., Guseynov R. M., Gasanalieva P. N., Magomedova J. R., Rashkueva Z. I. Effects of metal sulphates and seawater on the seeds germination of the "Pioneer" sunflower cultivar. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2018. Vol. 12. No. 2. Pp. 10-14. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-2-10-14 (In Russian)
Введение
Подсолнечник - важнейшая масличная культура. Известно более 70 сортов подсолнечника. Сорт подсолнечника «Пионер» отличается высокими репродуктивными особенностями. Он обладает высокими показателями урожайности, отличается высокой устойчивостью к засухе и дает высокое процентное содержание масла. Семена подсолнечника «Пионер» и его гибриды способны предоставить обильный урожай даже в самых жестких условиях, что делает их востребованными на аграрном рынке.
Ведущими процессами при подготовке семян подсолнечника к посеву являются их обработка минеральными элементами в виде хлоридов, нитратов и сульфатов [2; 7]. Минеральные удобрения содержат питательные вещества в виде различных минеральных солей. Макро- и микроэлементы поглощаются растениями в виде ионов (анионов и катионов). Они образуют сложные соединения с органическими веществами -белками, углеводами и жирами. При этом образуются основные компоненты живого протопласта [3; 6].
Сульфаты - соли серной кислоты. В их кристаллической структуре обособляются комплексные анионы Б042-. В настоящее время сульфаты в плане влияния на прорастание недостаточно изучены [10]. Многие сульфаты широко применяются в практике. В почвах содержатся несколько видов сульфатных соединений, в том числе труднорастворимые и легкорастворимые соединения, они составляют основное количество сульфатов водной вытяжки из почвы [6].
Среди растворимых сульфатных соединений в почве наиболее известны сульфаты аммония, магния, натрия, калия и др. Эти соединения часто используются в качестве удобрений. Они являются источником соответствующих катионов и анионов [3].
Сульфаты оказывают существенное влияние на прорастание семян растений. Вместе с тем повышенная концентрация сульфатных
соединений в почве может оказаться опасной и привести к заболеванию человека и животных [2; 4; 8].
Содержание сульфатов наиболее характерно для засоленных почв.
Широкое применение сульфатов создает теоретическую основу для составления в будущем дифференцированных указаний для каждого конкретного района, для каждого конкретного типа засоления и для отдельных растений [7; 9].
Повышение устойчивости к солевой интоксикации морской водой важно для различных растений, в том числе и для подсолнечника, являющегося одним из важнейших масличных культур, возделываемых в Дагестане.
В нашей республике засоленные почвы занимают большую территорию и в связи с уменьшением запасов пресной воды можно использовать в качестве полива морскую воду.
В экспериментах показано, как сильно действует на растения хлоридное засоление [2], в то время как сульфатное менее вредно [2; 8]. Меньшая токсичность сульфатных соединений связана с тем, что ион Б042- в небольших количествах необходим для нормального питания растений [1; 7].
В связи с этим целью настоящей работы является изучение влияния сульфатов металлов морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер».
Материал и методы исследования
Одним из перспективных для овощных культур считается метод предпосевного замачивания семян в растворах сульфатов металлов с концентрацией с = 0,1%. Способ замачивания семян имеет некоторые преимущества по сравнению с опрыскиванием или опылением [8].
При замачивании семян обычно соотношение веса семян к раствору равно 1:2. Таким образом, при применении этого метода на семена действуют два фактора: минеральные элементы и большое количество воды. В результате этого происходит одновременно
поглощение семенами сульфатов металлов из раствора и набухание семян в результате поглощения воды. К тому же следует учесть, что предпосевная обработка семян обеспечивает потребность растений в минеральных
элементах во время прорастания и первоначального роста и вызывает ряд таких изменений зародыша, которые передаются взрослому растению.
Таблица 1
Влияние сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер»
Варианты опыта Дата наблюдений
Процент проросших семян
1.03 2.03 3.03 4.03 5.03 6.03 7.03 8.03 9.03
Дистиллированная вода - - 30±1,7 37±1,7 37±1,7 37±1,7 40±1,7 50±1,7 60±1,7
Морская вода - - 20±2,4 25±2,4 30±2,4 35±2,4 35±2,4 35±2,4 35±2,4
CoSO4 - - 47±16,7 50±16,7 53±16,6 53±16,7 57±16,8 57±16,8 67±16,8
ZnSO4 - - - 40±8,5 40±8,4 43±8,4 43±8,6 43±8,6 43±8,6
CuSO4 - - 37±11 37±11,2 37±11,2 40±11,2 43±11,3 43±11,3 43±11,3
NiSO4 - - 50±1,1 63±1,2 67±1,2 67±1,2 67±1,2 67±1,2 77±1,2
Fe2(SO4)з - - 47±2,5 50±2,6 50±2,6 53±2,6 53±2,6 57±2,7 67±2,7
CoSO4+морская вода - - 37±10 40±10 40±10 43±10 47±10 50±10 60±10
ZnSO4+морская вода - - - 43±13,8 43±13,8 43±13,8 47±13,8 50±13,7 60±13,7
CuSO4+морская вода - - - 37±1,1 37±1,2 37±1,2 40±1,2 40±1,2 40±13
NiSO4+морская вода - - - - - 37±12 37±12 37±12 47±12
Fe2(SO4)з+морская вода - - 37±8,4 47±8,5 50±8,6 53±6,7 57±8,7 57±8,7 60±8,7
Таблица 2
Влияние сульфатов металлов и морской воды на ростовые процессы проростков подсолнечника сорта «Пионер»
Названия растворов Длина проростка на 9-й день Длина корня на 9-й день
Дистиллированная вода 4,1±0,88 1,3±1,8
Морская вода 3,6±2,8 1,1±3,3
CoSO4 4,7±4 1,5±0,5
ZnSO4 4,7±1,21 1,5± 1,1
CuSO4 3,2±0,16 0,5±0,3
NiSO4 4,6±0,86 1,6±0,2
Fe2(SO4)з 3,9±0,5 1,7±0,4
CoSO4+морская вода 3,9±0,6 1,9±0,7
ZnSO4+морская вода 3,8±04 2,0±1,6
CuSO4+морская вода 3,8±1,6 0,5±0,3
NiSO4+морская вода 2,5±0,16 2,2±0,2
Fe2(SO4)з+морская вода 2,3±1,4 1,7±0,7
Таблица 3
Влияние сульфатов металлов и морской воды на водоудерживающую способность семян подсолнечника сорта «Пионер»
Название растворов Потери в весе за 1 ч завядания, мг
13:05 (до) 14:05 (после) Разница
Дистиллированная вода 192 170 22±27,5
Морская вода 247 220 27±3,9
CoSO4 235 220 15±1,6
ZnSO4 165 160 5±4,4
CuSO4 155 145 10±8,4
NiSO4 226 210 16±1,54
Fe2(SO4)з 205 200 5±6,2
CoSO4+морская вода 242 220 22±32
7пЭ04+морская вода 175 170 5±9,5
СиЭ04+морская вода 165 160 5±0,6
1\Л804+морская вода 122 100 22±2,2
Рв2(304)з+морская вода 125 120 5±0,6
Объектом исследования служили семена подсолнечника сорта «Пионер». Подсолнечник очень чувствителен к различного рода внешним воздействиям и, в частности, к высокой концентрации солей.
Результаты и их обсуждения
Как видно из таблицы 1, морская вода в сравнении с дистиллированной задерживает прорастание подсолнечника. Процент проросших семян подсолнечника был ниже, чем в дистиллированной воде (контроль).
Растворы сульфатов стимулировали прорастание семян. Стимуляционный эффект особенно выражен при предпосевной обработке семян сульфатами, никелем, кобальтом и железом с концентрацией с = 0,1 % -77, 67 и 67 % соответственно.
В несколько меньшей степени, чем никель, прорастание семян стимулировали сульфаты, цинк и медь.
Различное действие на прорастание семян подсолнечника оказывали и смеси растворов сульфатов с морской водой Fe2(SO4)з, соб04, 2^04 с концентрацией с = 0,1 % (57, 50, 50 % соответственно).
Приведенные данные свидетельствуют о том, что чистые растворы сульфатов вызывали более интенсивное прорастание семян, чем дистиллированная вода, морская вода и смесь раствора сульфатов с морской водой. Процент проросших семян в чистых сульфатных растворах выше, чем в сочетании их с морской водой.
Таблица 2 показывает, что растворы сульфатов металлов стимулируют рост проростков и корней. При этом наибольшая стимуляция роста проростков наблюдалась в растворах сульфатов, цинка, кобальта, никеля (4,7, 4,7 и 4,6 см соответственно).
Неодинаково сказывалось действие чистых отдельных сульфатов и их смесей с морской водой на рост проростков подсолнечника сорта «Пионер» (табл. 2).
Из растворов смесей сульфатов с морской водой наибольшую стимуляцию роста проростков вызывала смесь сульфата кобальта, цинка и меди (3,9; 3,8 и 3,8 см соответственно). Минимальную стимуляцию роста
проростков вызывала смесь сульфата, железа и никеля (2,3 и 2,5 см соответственно).
Неоднозначным было действие растворов сульфатов металлов в отдельности, а также в смеси с морской водой на рост корня. Морская вода задерживала рост корней. Наибольшая длина корней отмечена в очищенных от сульфатов растворах никеля, кобальта и цинка (1,6; 1,5 и 1,5 см соответственно).
Максимальная длина корней наблюдается сульфатами в сочетании с морской водой в следующих вариантах: никель + морская вода, цинк + морская вода, кобальт + морская вода (2,2; 2,0 и 2,2 см соответственно). Цинк, кобальт и никель стимулировали рост корня и в сочетании с морской водой.
Таблица 3 показывает, что листья подсолнечника при обработке морской водой теряют воду быстрее, чем по другим вариантам опыта (27 мг соответственно).
Так, при обработке сульфатом никеля, кобальтом и меди потеря воды через 1 час ниже, чем в смесях с морской водой (16, 15 и 10 мг соответственно). В смесях же микроэлементов никеля, кобальта с морской водой потеря воды листьями была такая же, как в контроле, но ниже, чем при замачивании семян в морской воде (22, 22 мг соответственно).
В результате обработки семян сульфатов, а также при добавлении к ним морской воды улучшается водообмен и уменьшается водный дефицит в листьях.
Результаты проведенных исследований позволяют считать, что использование сульфатов морской воды в качестве поливной воды в сочетании с сульфатами в целях повышения продуктивности растений, может быть вполне применимо.
Заключение
В результате проведенного нами исследования определено влияние различных сульфатов металлов на прорастание и на всхожесть семян, на рост корней проростка и на водоудерживающую способность листьев подсолнечника сорта «Пионер».
Таким образом, применение различных сульфатов металлов при возделывании овощных культур становится обязательной необходимостью.
Правильное применение сульфатов обеспечит повышение урожая культур и качество плодовых семян.
Из сульфатных металлов лучше всего стимулируют прорастание семян подсолнечника сорта «Пионер» сульфаты никеля, же-
1. Васильев Г. В., Грищенков Л. И. Сера и ее соединения. М. : Просвещение, 1989. 78 с.
2. Кабанов Ф. И. Микроэлементы и растения. М. : Просвещение, 1977. 136 с.
3. Кореньков Д. А. Продуктивное использование минеральных удобрений. М. : Россельхозиз-дат. 1985. С. 77-95.
4. Минеев В. Г. Агрохимия. М. : Изд-во МГУ, 1990. 486 с.
5. Сивочуб С. В. Общие сведения о минераль-
1. Vasiliev G. V., Grishchenko L. I. Sera ieyesoyed-ineniya [Sulfur and its compounds]. Moscow, Pros-veshchenie Publ., 1989. 78 p. (In Russian)
2. Kabanov F. I. Micro-elements and plants. Moscow, Prosveshchenie Publ., 1977. 136 p. (In Russian)
3. Korenkov D. A. Produktivnoye ispol'zovaniye mineral'nykh udobreniy [Productive use of mineral fertilizers]. Moscow, Rosselkhoznadzor Publ. 1985. Pp. 77-95. (In Russian)
4. Mineev V. G. Agrochemistry. Moscow, MSU Publ., 1990. 486 p. (In Russian)
5. Sivochub S. V. Overview of mineral fertilizers. Khimiya. Vsyo dlya uchitelya [Chemistry. Everything for teachers]. 2012. No. 2. Pp. 10-14. (In Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Гаджиева Гулейбат Магомедовна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра анатомии, физиологии и медицины (АФиМ), Дагестанский государственный педагогический университет (ДГПУ), Махачкала, Россия; email: [email protected]
Гусейнов Ризван Меджидович, доктор химических наук, профессор, кафедра химии, ДГПУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Гасаналиева Патимат Насирдиновна, кандидат химических наук, доцент, кафедра химии, ДГПУ; e-mail: [email protected]
Интенсивность роста проростков подсолнечника сорта «Пионер» более выражена при использовании сульфатов цинка, кобальта и никеля, чем в контроле.
Из сульфатов металлов наиболее благоприятно влияют на длину корня подсолнечника -сульфаты, цинк, кобальт, никель.
В качестве пожелания, мы может рекомендовать в будущем расширение подобного рода исследований с вовлечением и
ных удобрениях // Химия. Всё для учителя. 2012. № 2. С. 10-14.
6. Стерехова М. П. Серосодержащие соединения. Екатеринбург, 1996. 138 с.
7. Сульфаты. Геологический словарь. Отв. ред. К. Н. Паффенгольц. М. : Недра, 1978. Т. 2. Н-Я. 287 с.
8. Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве // Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции. Чебоксары: Изд-во ЧГУ. 1996. 134 с.
6. Sterekhova M. P. Serosoderzhashchiye soyedineniya [Sulfur-containing compounds]. Ekaterinburg. 1996. 138 p. (In Russian)
7. Sulfates. Geological dictionary. Exec. editor K. N. Paffenholz. Moscow, Nedra Publ., 1978. Vol. 2. N-Ya. 287 p. (In Russian)
8. Micro-elements in biology and their application in medicine and agriculture. Tezisy dokladov Vsesoyuznoy nauchnoy konferentsii [Abstracts of All-Union scientific conference]. Cheboksary, ChSU Publ., 1996. 134 p. (In Russian)
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Affiliations
Guleybat M. Gadzhieva, Ph. D. (Biology), assistant professor, the chair of Anatomy, Physiology and Medicine (APh&M), Dagestan State Pedagogical University (DSPU), Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Rizvan M. Guseynov, Doctor of Chemistry, professor, the chair of Chemistry, DSPU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Patimat N. Gasanalieva, Ph. D. (Chemistry), assistant professor, the chair of Chemistry, DSPU; e-mail: [email protected]
Jennet R. Magomedova, Ph. D. (Biology), assistant professor, the chair of APh&M, DSPU,
леза, цинка и кобальта, чем в контроле. Литература
ряда других новых сульфатов и растений.
References
Магомедова Дженнет Расуловна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра АФиМ, ДГПУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Рашкуева Заира Исмаиловна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра АФиМ, ДГПУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] Принята в печать 12.03.2018 г.
Makhachkala, Russia; e-mail:
Zaira I. Rashkueva, Ph. D. (Biology), assistant professor, the chair of APh&M, DSPU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Received 12.03.2018.
