20 мая 2016г.
Известно, что прорастание семян является сложным процессом, определяющим последующие этапы развития растений и формирование урожая. Каждая культура в зависимости от строения оболочки семян требует совокупность определенных условий прорастания, важными факторами которых является достаточная влажность, определенная температура, длина светового дня и т.д. Прорастание семян — сложный биологический процесс, при котором зародыш, используя запасные питательные вещества, превращается в проросток. Существуют различные способы подготовки семян к посеву, одним из которых является предпосевная обработка семян микроэлементами, чаще всего, совместно с протравителями, что обеспечивает и защиту от болезней и вредителей, и повышению урожая. Известно, что микроэлементы улучшают проникновение влаги через оболочку семян, активизируют биологические процессы в семени, повышают их жизнеспособность, полевую всхожесть, рост надземной массы и корневой системы растений. Более интенсивное прорастание семени способствует меньшему расходу запасных питательных веществ семенем, его продуктивному дыханию, что позволяет прорастать и всходить семенам даже с малым запасом питательных веществ в эндосперме. В настоящее время обработку семян в практике проводят солями металлов и халатными соединениями, а в экспериментальных условиях апробирована обработка микроэлементами в виде наночастиц (Виноградова Д.Л., Малышев Р.А., Фолманис Г.Э.,2005; El-Kereti M.A., El-feky S.A., Khater M.S.Recent, et al., 2013). Полученные результаты по предпосевной обработке семян наноматериалами свидетельствуют о перспективности этого направления, поскольку использование нанотехнологий в растениеводстве может приводить к увеличению прибыльности и повышению конкурентоспособности, а также улучшению качества выпускаемой продукции (Виноградова Д.Л., Малышев Р.А., Фолманис Г.Э.,2005.).
В связи с этим, целью нашего исследования является разработка высокоэффективных, экологически безопасных препаратов для роста и развития растений на основе наночастиц (НЧ) различных металлов.
В лабораторных экспериментах изучали влияние водных суспензий нанопорошков металлов на такие показатели, как набухание семян, энергию их прорастания и всхожесть.
Для исследования использовали семена кукурузы F1 сорт Краснодарский сахарный 250 СВ. Семена замачивали в суспензии НЧ металлов, приготовленной следующим образом: известное количество порошка металлов (НЧ меди, НЧ цинка, НЧ алюминия) диспергировали в воде с помощью ультразвукового диспергатора. Исходную суспензию разводили до нужной концентрации. Аликвоты перед использованием диспергировали повторно. В контрольных вариантах семенной материал замачивали в диспергированной воде, приготовленной в таком же режиме, как и для приготовления суспензии НЧ металлов. После инкубации семян суспензию НЧ металлов сливали и определяли степень набухания семян по изменению массы семян. После чего семена помещали в чашки Петри по 10 семян на чашку, при этом ложем для семян служила влажная фильтровальная бумага. Семена проращивали при температуре 18°С. Энергию прорастания и всхожесть семян определяли в сроки, указанные в ГОСТ 12038-84: на 4-ые сутки (энергия прорастания) и 7-ые сутки (всхожесть).
О степени набухания семян судили по количеству поглощенной семенами воды. Показано, что добавление НЧ цинка, меди и алюминия по-разному влияет на степень набухания семян. Установлено, что по степени набухания семян при экспозиции с НЧ разных металлов, наибольшей активностью обладают НЧ цинка по сравнению с НЧ меди и алюминия.
Установлено, что энергия прорастания семян кукурузы возрастает после обработки семян НЧ разных металлов по сравнению с контролем. Однако эффективность воздействия зависит от элемента. Так, наиболее эффективным влиянием на энергию прорастания обладают НЧ меди и алюминия. В тоже время предпосевная обработка НЧ цинком семян кукурузы приводит к недостоверному уменьшению энергии прорастания.
При исследовании всхожести семян показано, что НЧ разных металлов влияют на этот показатель. Установлено, что НЧ цинка ингибируют всхожесть семян по сравнению с контролем, а НЧ меди и алюминия стимулируют всхожести семян. При этом действие НЧ алюминия выше, чем НЧ меди.
Следовательно, предпосевная обработка семян НЧ цинка, меди и алюминия оказывает влияние на такие показатели как набухание семян, энергию прорастания и всхожесть.
Таким образом, использование наночастиц металлов позволяет ускорить процесс прорастания семян, улучшить их рост и развитие растений.
Список литературы
1. Виноградова Д.Л., Малышев Р.А., Фолманис Г.Э., Экономические аспекты применения нанотехнологий в земледелии. М.:2005. 53 с.
2. El-Kereti M.A., El-feky S.A., Khater M.S.Recent, et al. ZnO nanofertilizer and He Ne laser irradiation for promoting growth and yield of sweet basil plant.//Pat Food Nutr Agric., 2013. V.5(3). P. 169-181.
