Синтез хлорофілів в рослинах нуту за дії мінеральних добрив та інокулянтів
Анотація
Упродовж 2016–2018 рр. вивчали вплив різних дозмінеральних добрив, способів їх внесення, допосівноїінокуляції насіння на вміст хлорофілів нуту. Місце проведення досліджень – Одеська область, зона сухогоПричорноморського степу. Ґрунт – чорнозем південниймалогумусний важкосуглинковий на лесових відкладах; забезпеченість доступними формами фосфору такалію – середня, нітратним азотом – низька.Нут сорту Пам’ять, попередник – пшениця озима.Дослід двофакторний: фактор А – система удобрення:під посівну культивацію вносили Р30К30, в інших варіантах фосфорно-калійні добрива доповнювали азотними в дозі 30 та 60 кг/га на початку фаз гілкування тацвітіння, присутні варіанти з внесенням повного мінерального N30-60P30K30 та азотного моно добриваN30-60; фактор В – передпосівний обробіток насіння :без обробітку, БТУ-інокулянт, ризобофіт, ризогумін.Листя нуту відбирали з верхньої частини основногостебла за фазами росту; витяжки готували в 100% ацетоні; вимірювання проводили методом спектрофотометрії: хлорофіл a – довжина хвилі 662 нм, хлорофілу b –644 нм; концентрацію пігментів визначали за формуламиD. Wettstein. Статистичний обробіток результатів проводили згідно із загальноприйнятими методиками з використанням стандартного пакету програми “Statistica-6”.Роки досліджень дуже різнилися за погоднимиумовами: кількість опадів за період активної вегетації нуту (з квітня по першу декаду серпня) становила:2016 р. – 245,3 мм, 2017 р. – 238,0 мм та 2018 р. –66,0 мм. Вегетеція нуту протягом 2018 року проходилав умовах ґрунтової посухи. Гідротермічний коефіцієнтв середньому за вегетацію дорівнював 0,26 з коливаннями від 0,01до 0,56 і визначався нестачею опадів,оскільки середньомісячні температури повітря лишев квітні і травні були вищі за інші роки, а з червня посерпень нижчі за 2016 рік на 1,4-0,8 та 1,3о С, проти2017 року – на 1,0-1,2 та 0,3о С. Запаси продуктивноївологи в метровому шарі ґрунту в період від початкуналиву до повної стиглості зерна нуту у 2018 році коливалися від 30,2 мм до 0,0 мм; 2017 р. – від 56,7 мм до33,8 мм і у 2016 р. – від 110,2 до 64,5мм.За результатами досліджень встановлено:1) пул хлорофілів змінюється за фазами розвитку,за варіантами удобрення і варіантами передпосівногообробітку насіння; максимальний вміст зелених пігментів був у фази цвітіння та початку наливу і дорівнював2,51-2,69 мг/г сирої речовини на варіантах сумісної діїінокулянтів i добрив (N30-60P30K30 та N30-60) проти1,87-1,83 мг/г – контроль без добрив і без інокуляціїнасіння; різниця між дозами внесення азотних добрив –математично не суттєва;2) здатність інокулянтів спричинювати підвищеннявмісту хлорофілів в листках нуту визначалася фономудобрення: максимальна їх відносна ефективність спостерігалася на неудобреному варіанті і при внесенніфосфорно-калійних добрив (Р30К30); у фазу цвітінняінокулянти розташовуються в наступний ряд ризогумін> ризобофіт > БТУ, а при дозріванні – БТУ > ризогумін >ризобофіт;3) за умов ґрунтової посухи зменшується синтез хлорофілів, особливо фракції α і співвідношенняα / b коливалося в межах від 2,03 до 1,54 проти3,89…2,73 в оптимальних умовах; 4) співвідношення між фракціями хлорофілів малотенденцію до зменшення за фазами розвитку рослиннуту і варіантами бактеризації при переході від фосфорно-калійного добрива та повного до чисто азотного зарахунок зростання частки хлорофілу b в сумі хлорофілів, яке складало від 1,5% до 3,5%;5) існує прямий кореляційний зв’язок між концентрацією хлорофілів в листі нуту у фазу цвітіння і рівнемурожайності: для пари урожай – хлорофіл α коефіцієнткореляції дорівнював 0,78-0,64, а для хлорофілу b –0,28-0,40; за роками досліджень відносно тісніший зв’язок вмісту хлорофілу b урожаєм зерна нуту відмічено заменш сприятливі погодні умови 2018 року (16,0 відсотківвпливу проти 1,0-7,8% – в інші роки), а хлорофілу α –у більш сприятливий 2016 рік (60,8% проти 32,5-41,0%).
Посилання
2. Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Большой практикум по фотосинтезу. Москва : Академия, 2003. 256 с.
3. Гангур В.В., Єремко Л.С., Сокирко Д.П. Формування продуктивності нуту залежно від технологічних факторів в умовах Лівобережного Лісостепу України. Зернові культури. 2017. Том 1. № 2. С. 264–269.
4. Грюнер Л.А., Кулешова О.В. Количество и соотношение фотосинтетических пигментов в листьях ежевики. Современное садоводство. 2018. № 3. С. 74–80.
5. Іосипенко О.О., Кисличенко В.С., Омельченко З.І. Вивчення пігментів листя кабачків. Сучасні досягнення фармацевтичної науки в створенні та стандартизації лікарських засобів і дієтичних добавок, що містять компоненти природного походження : матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції, м. Харків, 11 березня 2020 р. Xарків : Національний фармацевтичний університет, 2020. С. 67–68. URL: http://dspace.nuph.edu.ua/handle/123456789/22617.
6. Калинина А.В., Лящева С.В. Состав и содержание пигментов фотосинтеза в листьях проростков озимой пшеницы. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 2(2). С. 286–290.
7. Кривенко А.І., Бурикіна С.І. Пигментна система фотосинтетичного апарату пшениці озимої за дії мікроелементу цинк. Таврійський науковий вісник. 2018. № 102. С. 57–67.
8. Макарчук М.О. Господарсько цінні властивості нуту (Cicer arietinum L.) в умовах Правобережного Лісостепу. Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. Умань. 2021. Випуск 98. Частина 1. С. 210–219. DOI 10.31395/2415-8240-2021-98-1-210-219.
9. Приседський Ю.Г. Фотосинтез. Методичний посібник з виконання лабораторних робіт та самостійної роботи. Вінниця : ДонНУ, 2016. 68 с. С. 20–21.
10. Рожков А.О. Склад та співвідношення пігментів фотосинтезу в листках рослин тритикале ярого за дії підживлень посівів сечовиною з мікродобривами Збірник наукових праць Уманського національного університету садівництва. Умань. 2013. Випуск 83. Ч. 1. С. 49–56.
11. Рожков А.О. Вміст пігментів фотосинтезу в листках рослин пшениці твердої ярої за дії підживлень посівів сечовиною та мікродобривами. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія Агрономія. 2014. Вип. 195(1). С. 101–107.
12. Сайдаминов Х.Х., Маниязова Н.А., Атоев М.Х., Абдуллаев А.А. Содержание хлорофиллов у некоторых бобовых культур в условиях почвенной засухи. Доклады академии наук Республики Таджикистан. 2016. Том 59. № 9-10. С. 428–433.
13. Стоцька С.В. Концентрація хлорофілу в листках рослин конюшини лучної залежно від впливу агротехнічних прийомів вирощування в умовах Полісся Центрального. Вісник Житомирського національного агроекологічного університету. 2017. № 2(61). Т. 1. С. 72–77.
14. Тимирязев К.А. Солнце, жизнь и хлорофилл. Публичные лекции, речи и научные исследования. Избранные сочинения. Москва : ОГИЗ-СЕЛЬХОЗГИЗ, 1948. Том 1. С. 696.
15. Barlow K.M., Christy B.P., O’leary G.J., Ri_kin P.A., Nuttall J.G. (2015) Simulating the impact of extreme heat and frost events on wheat crop production: A review. Field Crop. Res. 171. Р. 109–119.
16. Cudjoe G.P., Antwi-Agyei P., Gyampoh B.A. (2021) The Effect of Climate Variability on Maize Production in the Ejura-Sekyedumase Municipality, Ghana. Climate. Volume 9. Issue 10. Р. 145–159. URL: https://doi.org/10.3390/ cli910014.
17. Di Mola I., Conti S., Cozzolino E., Melchionna G., Ottaiano L., Testa A., Sabatino L., Rouphael Y., Mori M. (2021) Plant-Based Protein Hydrolysate Improves Salinity Tolerance in Hemp: Agronomical and Physiological Aspects. Agronomy. 11. 342. URL: https://doi.org/10.3390/ agronomy11020342.
18. ElBessa M., Abdelrahman S.M., Tonbol K., Shaltout M. (2021) Dynamical Downscaling of Surface Air Temperature and Wind Field Variabilities over the Southeastern Levantine Basin, Mediterranean Sea. Climate. Volume 9. Issue 10. 150. URL: https://doi.org/10.3390/cli9100150.
19. Hak R., Rinderlezimmer U., Lichtenthaler H.K., Natr L. (1993) Chlorophyll-a Fluorescence Signatures of Nitrogen Deficient Barley Leaves. Photosynthetica. 28. Р. 151–159.
20. Lüttger A. B., Feike, T. (2018) Development of heat and drought related extreme weather events and their effect on winter wheat yields in Germany. Theoretical and Appied. Climatologi. 132. Р. 15–29.
21. Rizvi1A.H, Dwivedi V.K., Sairam R.K., Yadav S.S., Bharadwaj Ch., Sarker A., Alam A. (2014) Physiological Studies on Moisture Stress Tolerance in Chickpea (Cicer Arietinum L.) Genotypes. International Journal of Scientific Research in Agricultural Sciences. 1(2). P. 23–31. URL: http://dx.doi.org/10.12983/ijsras-2014-p0023-0031.
22. Sivasakthi K., Marques E., Kalungwana Ng., Carrasquilla-Garcia N., Chang P L., Bergmann E.M., Bueno E., Cordeiro M., Sani S G A.S., Udupa S. M., Rather I. A., Mir R. Rouf, Vadez V., Vandemark G. J., Gaur P. M., Cook D. R., Boesch Ch., E. J.B. von Wettberg, Kholova Ja. and Penmetsa R. V. (2019) Functional Dissection of the Chickpea (Cicer arietinum L.) Stay-Green Phenotype Associated with Molecular Variation at an Ortholog of Mendel’s I Gene for Cotyledon Color: Implications for Crop Production and Carotenoid Biofortification. International Journal of Molecular Sciences. 20:5562. doi:10.3390/ijms20225562.
23. Skrynyk O, Aguilar E, Skrynyk O, Sidenko V, Boichuk D, Osadchyi V. (2019) Quality control and homogenization of monthly extreme air temperature of Ukraine. International Journal of Climatology 39:2071–2079. URL: https://doi.org/10.1002/joc.5934.
24. Sousa J.R.M., Gheyi H.R., Brito M.E.B., Lacerda C. F., Silva F.V., Soares F.A.L. (2016) Soares Quantum efficiency of photosystem II and production of orange under salt stress and nitrogen fertilization. Soil, Water and Plant Management. V. 20. N. 5. P. 434–440. URL: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.
25. Timm S., Florian A., Fernie AR., Bauwe H. (2016) The regulatory interplay between photorespiration and photosynthesis. Journal of Experimental Botany. 67(10):2923-9. doi: 10.1093/jxb/erw083.
26. Trinka M., Olesen J.E., Kersebaum K.C., Rötter R.P., Brázdil R., Eitzinger J. (2016) Changing regional weather-crop yield relationships across Europe between 1901 and 2012. Climate Res. Issue 70. Р. 195–214.
27. Tryhuba Olena, Pyda Svitlana (2014) Photosynthetic activity of Lupinus albus when ryzobofit and plant growth regulators are used. British Journal of Science, Education and Culture. № 1(5). Р. 50–55.
28. Xu A., Li L., Xie J., Wang X., Coulter J.A., Liu, C., Wang L. (2020) Effect of Long-Term Nitrogen Addition on Wheat Yield, Nitrogen Use Efficiency, and Residual Soil Nitrate in a Semiarid Area of the Loess Plateau of China. Sustainability. 12. 1735. doi:10.3390/su12051735.
29. Zangani E., Afsahi K., Shekari, F., Mac Sweeney E., Mastinu A. (2021) Nitrogen and Phosphorus Addition to Soil Improves Seed Yield, Foliar Stomatal Conductance, and the Photosynthetic Response of Rapeseed (Brassica napus L.). Agriculture. 11. 483. URL: https://doi.org/10.3390/agriculture11060483.
30. Wettstein D.(1957) Von Chlorophyll-letale und der submicroscopische Formwechsel der Plastiden. Experimental Cell Research. Vol. 12. No 23. P. 427.