Сульфаты металлов и морской воды как стимуляторы проростания семян огурца сорта "Феникс-640"

Биологические науки / Biological Science Оригинальная статья / Original Article УДК 57.044

DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-37-42

Сульфаты металлов и морской воды как стимуляторы проростания семян огурца сорта «Феникс-640»

© 2018 Гаджиева Г. М.

Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: rasulova1975@mail.ru

РЕЗЮМЕ. Целью исследования является изучение влияния сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян огурца сорта «Феникс-640». Методы. Был использован метод предпосевного замачивания семян в растворах сульфатов металлов, дистиллированной водой, морской водой и смесей сульфатов с морской водой. Для эксперимента применяли химические реактивы марки «чистый для анализа» (ч.д.а.). Результаты. Растворы сульфатов стимулировали прорастание семян. Стимуляционный эффект особенно выражен при предпосевной обработке семян цинком, кобальтом, железом, железом+морской водой и кобальтом+морской водой. Результаты опытов показали, что лучшим в плане влияния на прорастание семян являются сульфаты кобальта, цинка, железа, железа+м.в. и кобальт+м.в. Выводы. Из проведенных исследований видно, что прорастание семян огурцов сорта «Феникс-640» лучше стимулируют растворы сульфата цинка, кобальта, железа, цинк+морская вода, железа+морская вода, кобальт+морская вода.

Ключевые слова: сульфаты металлов (цинка, железа и кобальта, железа+морская вода и кобальта+морская вода), семена, проростки, сорт, огурец.

Формат цитирования: Гаджиева Г. М. Сульфаты металлов и морской воды как стимуляторы проростания семян огурца сорта «Феникс-640» // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2018. Т. 12. № 3. С. 37-42. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-37-42

Sulfates of Metals and Seawater as Stimulants for Seed Germination of the Cucumber Varieties "Phoenix-64011

© 2018 Guleybat M. Gadzhieva

Dagestan State Pedagogical University Makhachkala, Russia; e-mail: afm_dgpu@mail.ru

ABSTRACT. The aim of the research is to study the effect of metal sulfate and sea water on the germination of seeds of cucumber varieties "Phoenix-640". Methods. The method of preseeding soaking of seeds in solutions of metal sulfates, distilled water, sea water and mixtures of sulfates with sea water was used. The chemical reagents of brand "reagent grade" were used for the experiment. Results. Sulfate solutions stimulated seed germination. The stimulation effect is especially signified when presowing seed treatment with zinc, cobalt, iron, iron+sea water and cobalt+sea water. Conclusion. The studies showed that the germination of cucumber seeds of the variety "Phoenix-640" stimulates zinc, cobalt, iron sulfate, zinc+sea water, iron+sea water, cobalt+sea water better.

Keywords: metal sulphates (zinc, iron and cobalt, iron + sea water and cobalt + sea water), seeds, seedlings, variety, cucumber.

For citation: Gadzhieva G. M. Sulfates of Metals and Seawater as Stimulants for Seed Germination of the Cucumber Varieties "Phoenix-640". Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2018. Vol. 12. No. 3. Pp. 37-42. DOI: 10.31161/1995-0675-2018-12-3-37-42

Введение

Сорт огурцов «Феникс-640» -перспективный, салатный сорт. В

плодоношение вступает на 51-64 день после появления полных всходов. Растение сильнорослое, сильноветвистое. Зеленец

цилиндрический, крупнобугорчатый с редким расположением бугорков, масса 145180 г, длина 15-17 см. Ценность сорта: устойчивость к различным заболеваниям, отличные вкусовые качества плодов, высокая товарность, плоды не желтеют, долго хранятся в свежем виде.

Метаболические процессы, протекающие в прорастающих семенах, оказывают влияние на состояние формирующихся проростков, на посевные качества семян и на конечную продуктивность растений [8].

Ведущими процессами при подготовке семян огурца к посеву являются их обработка минеральными элементами в виде хлоридов, нитратов и сульфатов. 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 [3; 5; 7].

В настоящее время сульфаты металлы в плане влияния на прорастание семян недостаточно изучены. 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 [4; 5].

Таблица 1

Влияние сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян огурца сорта «Феникс-640»

Наименование раствора 03.03 04.03 05.03 06.03 07.03 08.03 09.03 10.03

1. Дист. вода 35,2±2,28 97,3±2,6 98±2,7 97±4,7 97±4,6 99±0,7 99,5±0,2 99,8±0,9

2. Морская вода (м.в.) 12,7±0,3 95,2±1,2 95,2±1,1 95,2±1,2 96,6±5,7 97±2,7 97,3±1,6 97,7±0,8

3. 0^4 6,3±1,07 73,1±0,7 89,2±0,4 88,5±1,7 90,8±0,7 90,9±0,5 91,5±1,2 92,3±2,9

4. 7г^04 13,4±1,51 97,7±4,2 99±1,2 98,7±1 98,3±1,6 99,5±0,4 99,5±0,3 99,8±0,04

5. С|^04 - 5,2±1,3 5,8±1,8 5,9±1,8 6,2±0,7 6,6±1,1 7,3±1,3 17,7±4,2

6. 1^4 - 15,9±1,8 15,9±1,2 19±0,7 21,6± 1,1 27,2±2,7 22,5±0,2 26,1±0,7

7. Ре^Оф 7,2±0,4 85,2±1,2 89,1±0,4 89,3±0,3 91,8±1,7 94,8±7,9 95,2±13,5 95,8±13,1

8. 0^04 + м.в. 13,1±0,7 98,3±1,5 98,9±2 99±0,7 98,3±3,29 98,7±0,9 99,2±0,4 99,5±0,2

9. 7г^04 + м.в. 6,2±0,8 64,6±2,3 89,5±4,5 96,3±1,1 98,5±2,9 98,7±1,6 99,1±0,9 99,3±0,8

10. С^04 + м.в. - - - 3,1±0,7 5,6±1 8,2±11,7 8,7±9,6 16,3±6,9

11. 1^04 + м.в. - 79±0,7 90,1±04, 88,6±0,9 91,9±0,8 95,3±5,5 95,8±3,2 96,3±3,3

12. Ре2^0ф + м.в. 20±0,7 98,3±1,6 98,5±1,1 98,6±1,2 97,6±3 99,5±2,7 98,2±1,34 99±0,7

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 [12; 13].

Сульфаты оказывают существенное влияние на прорастание семян растений. Имеются сообщения о стимуляции прорастания семян низкими

концентрациями. Вместе с тем повышенная концентрация сульфатных соединений в почве может оказаться опасной и токсичной [5; 9; 10].

Набухание семян в присутствии высоких концентраций оказывает большое

влияние на дальнейшие процессы роста и урожайности, чем прорастание семян в этих же условиях. Растения более чувствительны к различного рода удобрениям на ранних этапах прорастания [1].

Повышение устойчивости к солевой интоксикации морской водой важно для различных растений, в том числе и для огурца, являющегося одним из главных овощных культур, возделываемых в Дагестане.

Засоление почвы, представляет собой одно из серьезных препятствий на пути повышения урожайности.

В Дагестане засоленные почвы занимают большую территорию. Удельный вес засоленных почв в общей площади с/х угодий по республике составляет 53,1 %

(1712,9 тыс. га). Из них на сильнозасоленные приходится 493,9 тыс. га (28,8 %), солончаки - 87,2 тыс. (5,1 %) [1]. В связи с уменьшением запасов пресной воды

можно использовать в качестве полива морскую воду.

Меньшая токсичность сульфатных соединений связана с тем, что ион 8042- в небольших количествах необходим для нормального питания растений [2; 5].

В связи с этим целью настоящей работы стало изучение влияния сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян огурца сорта «Феникс-640».

Материал и методы

Одним из перспективных для овощных культур считается метод предпосевного замачивания семян в растворах сульфатов металлов с концентрацией с = 0,1%.

При замачивании семян обычно соотношение веса семян к раствору равно 1:2. При применении этого метода на семена действуют два фактора: сульфаты металлы и большое количество воды. В результате этого происходит одновременно поглощение семенами сульфатов металлов из раствора и набухание семян в результате поглощения воды. Во время прорастания и первоначального роста происходят изменения в зародыше, которые в дальнейшем передаются взрослому растению.

Для эксперимента применяли химические реактивы марки ч.д.а.

Объектом исследований служили семена огурца сорта «Феникс-640». Огурец чувствителен к внешним воздействиям и, в частности, к высокой концентрации солей.

Результаты и обсуждение

на прорастание «Феникс-640»

Как видно из табл. 1, морская вода в сравнении с дистиллированной задерживает прорастание огурца. Процент проросших семян огурца был ниже, чем в дистиллированной воде (контроль).

Растворы сульфатов стимулировали прорастание семян. Стимуляционный эффект особенно выражен при предпосевной обработке семян сульфатами цинка, кобальта, железа с концентрацией (с = 0,1 % 99,8; 99,8 и 96,6 % соответственно).

В несколько меньшей степени, чем сульфат кобальта, цинка и железа прорастание семян стимулировали сульфаты никеля и меди (2,61 и 17,7 % соответственно).

Различное воздействие семян огурцов сорта оказывали и смеси растворов сульфатов с морской водой ZnSO4, Бе2(804)3, Со804 и N1804 с концентрацией с = 0,1 % (57, 50, 50 % соответственно).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что смесь раствора сульфатов вызывала более интенсивное прорастание семян, чем морская вода. Процент проросших семян в смеси растворов сульфатов выше, чем с морской водой.

Из растворов смесей сульфатов с морской водой наибольшую стимуляцию роста проростков (табл. 2) вызывала смесь сульфата железа, цинка, кобальта (4,7; 4,9 и 3,6 см, соответственно). Минимальную стимуляцию роста проростков вызывала смесь сульфата никеля и меди (2,6 и 2,0 см соответственно).

Таблица 2

Влияние сульфатов металлов и их смеси с морской водой на ростовые процессы огурцов

Названия 06.03.17 07.03.17 08.03.17 09.03.17 10.03.17

растворов корень прор-к корень прор-к корень прор-к корень прор-к корень прор-к

Дист. вода 6,6±0,7 2,1 ±0,7 7,2±0,5 2,8±0,3 6,2±6,5 3,6±1 8,5±0,3 3,9±0,6 7,9±1,1 4,6±0,03

Морская вода 5,3±0,4 1,7±0,1 6,1±0,4 2,7±1,3 7,9±0,3 3,9±3,1 7,9±0,1 4,6±0,2 6,1 ±0,8 4,5±0,07

Со804 3,7±1,6 1,5±0,1 2,3±0,3 1,1±0,03 2,4±0,01 1,9±0,2 2±0,04 1,6±0,5 2,1 ±0,02 1,2±0,03

7пЭ04 4,4±0,1 2,1 ±0,1 5±0,1 1,6±1 6±0,3 3,8±1,5 5,8±0,5 3,5±0,5 5,7±0,7 4,8±0,07

СиЭ04 - - - - - - - - - -

N¡804 - - - - - - 0,9±0,07 1,1±0,03 1,1 ±0,02 1,1±0,02

Рв2(304)з 4,5±0,1 1,1 ±0,2 4,5±0,5 0,7±1 6,7±1,8 3,3±1,9 6,1 ±0,9 4±1,3 5,9±0,1 3,1±0,4

С08О4 + м.в. 5,4±0,3 1,3±0,02 6,9±1,2 1,9±0,4 5,8±2,3 2,9±0,7 7,4±1,4 3,6±0,3 7,6±0,5 4,6±0,2

7п804 + м.в. 4,7±0,6 1±0,01 5,4±3,4 1,5±0,4 5,1±1,3 2,9±0,2 5,8±0,3 3,1 ±0,2 7,1 ±0,4 4,7±0,8

Си804 + м.в. - - - - - - 1,2±0,2 1,7±0,3 0,6±0,6 2±0,1

N¡804 + м.в. - - - - - - 2,7±1 3,2±0,2 2,7±0,3 2,6±0,1

Рв2(804)з + м.в. 3,9±0,5 1,1 ±0,1 6±0,5 1,4±1 6,4±4,13 2,9±4,3 6,6±0,6 3,4±0,6 6,7±0,3 4,9±0,3

Таблица 3

Влияние сульфатов металлов (также в смеси с морской водой) на водоудерживающую способность листьев огурцов

№ Наименование раствора % потери веса за 1 ч завядания

1 Дистиллированная вода 6,7±1,6

2 Морская вода (м.в.) 11,5±1,2

3 0^04 7,9±0,5

4 7,7±4,2

5 С|^04 7,5±0,2

6 6,2±1,8

7 Ре2^0ф 8,5±2,3

8 0^04 + м.в. 9,02±2,4

9 7г^04 + м.в. 9±6

10 0^04 + м.в. 3,8±1,2

11 [\liS04 + м.в. 11,1±4,2

12 Ре2^04)з + м.в. 5±2,7

Неоднозначным было действие растворов сульфатов металлов в смеси с морской водой на рост корня. Морская вода задерживала рост корней. Наибольшая длина корней отмечена в растворах смеси сульфатов кобальта, цинка и железа (7,6; 7,1 и 6,7 см соответственно).

Кобальт, цинк и железо стимулировали рост корня в сочетании с морской водой.

Табл. 3 показывает, что листья огурцов при обработке морской водой теряют воду быстрее, чем по другим вариантам опыта (11,5 мг соответственно).

Так, при обработке сульфатом железа, кобальта, цинка и меди потеря воды через 1 час ниже, чем в смесях с морской водой (8,5; 7,9 и 7,7; 7,5 мг соответственно). В смесях же микроэлементов никеля, кобальта, цинка, железа с морской водой потеря воды листьями была выше, чем в контроле, но ниже, чем при замачивании семян в морской воде (11,1; 9,02; 9,0 и 8,5 мг соответственно).

В результате обработки семян сульфатами металлов, а также при добавлении к ним морской воды улучшается водообмен и уменьшается водный дефицит в листьях.

Результаты проведенных исследований позволяют считать, что использование сульфатов металлов и морской воды в качестве поливной воды может быть вполне

применимо в целях повышения продуктивности растений.

Заключение

В результате проведенного исследования нами определено влияние различных сульфатов металлов на прорастание и на всхожесть семян, на рост корней проростка и на водоудерживающую способность листьев огурцов сорта «Феникс-640».

Как показывает наше исследование, применение различных сульфатов металлов при возделывании овощных культур вполне допустимо. Правильное применение сульфатов обеспечит повышение урожая культур и качество плодовых семян.

Из смеси растворов сульфатов с морской водой лучше стимулируют прорастание семян огурцов сорта «Феникс-640» сульфаты в следующих вариантах: цинк + м.в., кобальт + м.в., железо + м.в.

Интенсивность роста проростков огурцов сорта «Феникс-640» выражено больше при использовании сульфата железа+м.в., цинка+м.в. и кобальта+м.в., чем в контроле.

Из смеси растворов сульфатов более благоприятно на длину корня огурца влияют те же сульфаты, что и на длину проростков по сравнению с контролем.

В заключение мы может рекомендовать в будущем расширение подобных

исследований с применением новых сульфатов и растений.

Литература

1. Астарханов И. Р., Мусаев М. Р., Рамазанов А. В. Фитомелиоративный потенциал кормовых культур на среднезасоленных лугово-

каштановых почвах Терско-Сулакской подпровинции Республики Дагестан //

Проблемы развития АПК региона. 2018. Т. 33. № 1. С. 6-10.

2. Башмакова Е. Б., Пашковсий П. П., Радюкина Н. Л. Совместное действие цинка и никеля на состояние глутатионовой системы у растений мимулюса крапчатого // Физиология растений. 2016. Т. 63. № 5. С. 668-678.

3. Гаджиева Г. М., Гусейнов Р. М., Гасаналиева П. Н. Влияние сульфатов металлов и морской воды на прорастание семян подсолнечника сорта Пионер // Известия Дагестанского государственого педагогического университета. Естественные и точные науки. 2018. Т. 12. № 2. С. 10-14.

4. Косицын И. В., Алексеева-Попова И. В. Действие тяжелых металлов на растения и механизмы металлоустойчивости // Растения в экстремальных условиях минерального питания. Л.: Наука. 1983. С. 5-22.

5. Крылова Е. Г. Влияние сульфата никеля на прорастание семян и развитие проростков прибрежно-водных растений // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2010. Т. 3. № 1. С. 99-106.

6. Кузнецова С. А., Климачев Д. А. Влияние кадмия на ростовые процессы и интенсивность фотосинтеза растений пшеницы // Вестник Московского государственного областного университета. Естественные науки. 2014. № 5.

1. Astarkhanov I. R., Musaev M. R., Ramazanov A. V. Phytomeliorative potential of forage crops on the mid-saline meadow chestnut soils of Terek-Sulak subprovince

2. Bashmakova E. B., Pashkovsiy P. P., Radyukina N. L. The combined effect of zinc and nickel on the state of the glutathione system in speckled mimulus plants. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology]. 2016. Vol. 63. No. 5. Pp. 668-678.

3. Gadzhieva G. M., Guseynov R. M., Gasanalieva P. N. Effect of metals sulfates and seawater on the seeds germination of the "Pioneer" sunflower cultivar. Izvestiya Dagestanskogo gosudar-stvennogo universiteta. Psikholo-pedagogicheskie nauki [Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences]. 2018. Vol. 12. No. 2. Pp. 10-14.

4. Kositsyn I. V., Alekseeva-Popova I. V. Effect of heavy metals on plants and metal resistance mechanisms. In: Rasteniya v ekstremal'nykh usloviyakh mineral'nogo pitaniya [Plants in extreme conditions of mineral nutrition].

7. Расцветаева Р. К. Хикикомория // Природа. 2005. № 4. С. 26-32.

8. Решетник Г. В., Задиранова Н. С., Серов А. В. Активность антиоксидантных ферментов прорастающих семян пшеницы в условиях воздействия нитрата свинца // Ученые записки Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского. Биология. Химия. 2017. Т. 3 (69). № 2. С. 37-46.

9. Серегин И. В., Кожевникова А. Д., Казюмина Е. М. Токсическое действие и распределение никеля в корнях кукурузы // Физиология растений. 2003. Т. 50. С. 793-800.

10. Серегин И. В., Кожевникова А. Д. Физиологическая роль никеля и его токсическое действие на высшие растения // Физиология растений. 2006. Т. 53. С. 285-308.

11. Сивочуб С. В. Общие сведения о минеральных удобрениях // Химия. Всё для учителя. 2012. № 2. С. 10-14

12. Стерехова Н. П., Ивонина Т. И., Воробьев А. В. Серосодержащие газы как профессиональная вредность при добыче и производстве цветных металлов и серы. Екатеринбург: Урал. гос. мед. акад., 1996. 138 с.

13. Геологический словарь: в 2 т. Т. 2. / отв. ред. Паффенгольц К. Н. 2-е изд. исп. М.: Недра, 1978. 456 с.

Leningrad, Nauka Publ., 1983. Pp. 5-22.

5. Krylova E. G. Effect of nickel sulfate on seed germination and seedling development of coastal plants. Zhurnal Sibirskogo federal'nogo universiteta [Siberian Federal University Journal]. 2010. Vol. 3. No. 1. Pp. 99-106.

6. Kuznetsova S. A., Klimachev D. A. Effect of cadmium on growth processes and the photosynthesis intensity of wheat plants. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo oblastnogo universiteta. Estestvennye nauki [Bulletin of Moscow Region State University. Natural Sciences]. 2014. No. 5. Pp. 20-25.

7. Rastsvetaeva R. K. Hikikomoriya. Priroda [Nature]. 2005. No. 4. Pp. 26-32.

8. Reshetnik G. V., Zadiranova N. S., Serov A. V. Antioxidant enzymes activity of germinating wheat seeds under the influence of lead nitrate. Uchenye zapiski Krymskogo federal'nogo uni-versiteta im. V. I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya [Proceedings of V. I. Vernadsky Crimean Federal University. Biology. Chemistry]. 2017. Vol. 3

9. Seregin I. V., Kozhevnikova A. D., Kazyumina E. M. Toxicity and nickel distribution in corn roots. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology]. 2003. Vol. 50. Pp. 793-800.

С. 20-25. References

10. Seregin I. V., Kozhevnikova A. D. The physiological role of nickel and its toxic effect on higher plants. Fiziologiya rasteniy [Plant physiology]. 2006. Vol. 53. Pp. 285-308.

11. Sivochub S. V. General information about mineral fertilizers. Khimiya. Vse dlya uchitelya [Chemistry. Everything for teacher]. 2012. No. 2. Pp. 10-14.

12. Sterekhova N. P., Ivonina T. I., Vorob'ev A. V. Serosoderzhashchie gazy kak

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ Принадлежность к организации

Гаджиева Гулейбат Магомедовна,

кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и медицины, Дагестанский государственный

педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: rasulova1975@mail.ru

professional'naya vrednost' pri dobyche i proizvodstve tsvetnykh metallov i sery [Sulfur-containing gases as professional hazards in the extraction and production of non-ferrous metals and sulfur]. Yekaterinburg, Ural State Med. Acad. Publ., 1996. 138 p.

13. Paffenholz K. N.

THE AUTHOR INFORMATION Affiliation

Guleybat M. Gadzhieva, Ph D (Bilology), associate professor, Department of Anatomy, Physiology and Medicine, Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: rasulova1975@mail.ru

Принята в печать 02.07.2018 г.

Received 02.07.2018.