Влияние гидротермального нанокремнезема на проращивание семян пшеницы в темновом режиме как один из методических аспектов биотехнологии получения функциональных продуктов на основе микрозелени
Authors: Зеленков В.Н. , Латушкин В.В. , Потапов В.В. , Иванова М.И. , Сандухадзе Б.И. , Верник П.А. 
Published: September 2020

Исследование посвящено изучению некоторых нанотехнологических аспектов применения гидротермального нанокремнезема для получения нового функционального продукта питания – микрозелени растений (на примере озимой пшеницы). В методическом плане поднимается вопрос об использовании этапа получения пророщенных семян выращивания микрозелени с помощью нанобиотехнологий в темновом варианте без дополнительного искусственного освещения. Обработка семян гидротермальным нанокремнеземом в концентрациях 0,1 и 0,01% способствовала увеличению всхожести семян на 5–6%, средней высоты ростков (микрозелени) на 11,3–11,9%, биомассы растений на 11,0% (0,1%-ный раствор) и 17,6% (0,01%). Более низкие концентрации (0,001 и 0,0001%) мало влияли на изменение посевных свойств семян и рост сеянцев, высокие (1%) оказывали отрицательное воздействие (всхожесть снижалась на 4%, а высота ростков на 14%). Показано, что для повышения всхожести семян на первых этапах при выращивании микрозелени озимой пшеницы в темновом режиме без дополнительного подсвечивания перспективно использование гидротермального нанокремнезема для обработки семян в концентрации 0,01%, а также 0,1%. Обработка нанокремнеземом с разными концентрациями приводит к возрастанию накопления кремния в ростках в 1,5–2 раза по сравнению с контролем. Содержание фосфора, серы, магния, натрия в ростках оставалось относительно стабильным. Содержание кальция возрастало в варианте использования кремнезема 0,01% концентрации, калия – в варианте 0,0001%. Отмечено повышение содержания цинка и меди при обработке семян пшеницы водными золями нанокремнезема в варианте 0,001 %.

The research is devoted to study certain nanotechnological aspects of hydrothermal nanosilica applications for obtaining a new functional food product called microgreens (as exemplified by winter wheat). In terms of methodology a question is raised concerning use of the stage when the seeds germinate for further growth of microgreens with the aid of nanotechnologies in a dark mode without additional artificial lightning. Treatment of seeds with hydrothermal nanosilica at concentrations of 0.1% and 0.01% contributed to an increase in seed germination by 5–6%, the average sprout height (microgreens) by 11.3–11.9% and plant biomass by 11.0% (0.1 % solution) and 17.6% (0.01 %). The lower concentrations (0.001% and 0.0001%) had little effect on the change in the sowing properties of seeds and the growth of seedlings while the higher concentrations (1%) produced a negative effect (germination decreased by 4%, and the height of sprouts by 14%). It has been shown that for improving seed germination at the first stages, when growing microgreens of winter wheat in the dark mode without additional illumination, it is promising to use hydrothermal nanosilica for seed treatment at a concentration of 0.01%, as well as 0.1%. Treatment with nanosilica at different concentrations leads to the higher accumulation of silicon in the sprouts by 1.5–2 times compared to the control samples. The content of phosphorus, sulfur, magnesium and sodium in the sprouts remained relatively stable. The calcium content increased in the case of using silica of 0.01% concentration, potassium - in the case of 0.0001%. An increase in the content of zinc and copper was noted during the treatment of wheat seeds with aqueous sols of nanosilica in the variant 0.001%.