Рослинництво та ґрунтознавство

Оцінка біологічної дії нанокарбоксилатів Zn та наночастинок MoS2 на проростки кукурудзи (Zea mays L.)

Олександр Станіславович Дерев’янко, Назанін Магеррамзаде, Станіслав Васильович Дерев’янко
Завантажити статтю
Анотація

За необхідності зменшення антропогенного впливу на агроекосистеми в умовах постійного здороження ресурсів – удосконалення технології вирощування кукурудзи за рахунок застосування нанотехнологій є однією з передумов підвищення урожаю культури та її рентабельності. У зв’язку з цим, метою дослідження було вивчити біологічну активність нанокарбоксилатів Zn та наночастинок MoS2 за різних концентрацій на проростання, ріст та розвиток проростків кукурудзи. Для визначення впливу наночастинок Zn та MoS2 проводили дослід на проростках кукурудзи. Схожість та енергію проростання насіння за дії наночастинок визначали відповідно до вимог державного стандарту ДСТУ 4138-2002. Результати дослідження проаналізовані загальноприйнятими статистичними методами. Встановлено, що наночастинки MoS2 за розведення 1:10000 (у концентрації 700 мкг/л) проявляє біологічну активність та зумовлює збільшення довжини листових пластинок та довжину коренів проростків кукурудзи на 35,0 % та 100,0 % відповідно. За інших концентрацій (1:100; 1:1000) наночастинок Zn та MoS2 суттєвого впливу на розмір листових пластинок та коренів не спостерігалось. За результатами тесту Мана-Уітні усі варіанти, за винятком дії наночастинок MoS2 у розведенні 1:10000 рівень значущості змін був не достатнім. Лише у варіанті MoS2 1:10000 зростання довжини коренів було статистично значущим. Не встановлено статистично значущого впливу в усіх досліджуваних варіантах на енергію проростання та лабораторну схожість насіння кукурудзи. Практична цінність наукової роботи полягає у оцінці впливу препаратів (нанокарбоксилатів Zn та наночастинок MoS2 ) для позакореневого підживлення, широкий асортимент яких пропонується агровиробникам, підборі ефективних концентрацій на ріст, розвиток і урожайність кукурудзи на зерно

Ключові слова

довжина кореня, довжина листової пластинки, лабораторна схожість, енергія проростання, нанотехнології

ЦИТУВАТИ
Derevianko, O., Maherramzade, N., & Derevianko, S. (2022). Evaluation of the biological effect of Zn nanocarboxylates and MoS2 nanoparticles on corn sprouts (Zea mays L.). Plant and Soil Science, 13(2), 7-13. https://doi.org/10.31548/agr.13(2).2022.7-13
Використані джерела

[1] Official website of the State Statistics Service of Ukraine. (2021). Areas, gross collection and yields of agriculturalcrops according to species in year 2021 (final data). Retrieved from http://www.ukrstat.gov.ua/.

[2] Omeniuk, V.Y., Savchuk, M.V., Kriuchkova, L.O., Antonenko, O.F., & Starodub M.F. (2017). Nb-contained nanocompositesimpact on seeds mycoflora and growth parameters of maize seedlings. Plant and Soil Science, 269, 251-259.

[3] Li, J., Hu, J., Ma, C., Wang, Y., Wu, C., Huang, J., & Xing, B. (2016). Uptake, translocation and physiologicaleffects of magnetic iron oxide (γ-Fe2O3) nanoparticles in corn (Zea mays L.). Chemosphere, 159, 326-334.https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.05.083.

[4] Wang, Z., Xie, X., Zhao, J., Liu, X., Feng, W., White, J.C., & Xing, B. (2012). Xylem-and phloem-based transportof CuO nanoparticles in maize (Zea mays L.). Environmental Science & Technology, 46(8), 4434-4441.https://doi.org/10.1021/es204212z.

[5] Suriyaprabha, R., Karunakaran, G., Yuvakkumar, R., Prabu, P., Rajendran, V., & Kannan, N. (2012). Growth andphysiological responses of maize (Zea mays L.) to porous silica nanoparticles in soil. Journal of Nanoparticle Research, 14, article number 1294.

[6] Yang, Z., Chen, J., Dou, R., Gao, X., Mao, C., & Wang, L. (2015). Assessment of the phytotoxicity of metal oxide nanoparticles on two crop plants, maize (Zea mays L.) and rice (Oryza sativa L.). International Journal of Environmental Research and Public Health, 12(12), 15100-15109. https://doi.org/10.3390/ijerph121214963.

[7] Hoang, S.A., Nguyen, L.Q., Nguyen, N.H., Tran, C.Q., Nguyen, D.V., Le, N.T., Ha, C.V., Vu, Q.N., & Phan, C.M. (2019). Metal nanoparticles as effective promotors for Maize production. Scientific Reports, 9, article number 13925. https://doi.org/10.1038/s41598-019-50265-2.

[8] Satdev, V.J., Chavda, B.N., & Saini, L.K. (2020). Effect of nano ZnO on growth and yield of sweet corn under South Gujarat condition. International Journal of Chemical Studies, 8(1), 2020-2023. https://doi.org/10.22271/chemi.2020.v8.i1ad.8563.

[9] Xin, X., Nepal, J., Wright, A.L., Yang, X., & He, Z. (2022). Carbon nanoparticles improve corn (Zea mays L.) growth and soil quality: Comparison of foliar spray and soil drench application. Journal of Cleaner Production, 363, article number 132630. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132630.

[10] Savchuk, M.V., & Starodub, M.F. (2017). The effect of Nb-containing nanocomposites based on saponite on the induction of chlorophyll fluorescence in leaves of corn. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 3(67). Retrieved from http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Dopovidi/article/viewFile/%208724/8062.

[11] Karvar, M., Azari, A., Rahimi, A., Maddah-Hosseini, S., & Ahmadi-Lahijani, M.J. (2022). Titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs) enhance drought tolerance and grain yield of sweet corn (Zea mays L.) under deficit irrigation regimes. Acta Physiologiae Plantarum, 44(2), article number 14. https://doi.org/10.1007/s11738-021-03349-4.

[12] Kaplunenko, V.H., Kosynov, N.V., Bovsunovskyi, A.N., & Chernyi, S.A. (2008). Nanotechnology in agriculture. Grain, 4(25), 46-54.

[13] Kalenska, S.M., Novytska, N.V., Maksin, V.I., Karpenko, L.D., Kaplunenko, V.H., & Doktor N.M. (2018). Quality of legumes’ seeds under the influence of metal nanoparticles. Interagency Thematic Scientific Collection “Irrigated Agriculture”, 70, 17-20.

[14] Shtohryn, S.O., Vasylchenko, A.V., & Derevianko, S.V. (2020). Influence of selenium and iodine nanoparticles on wheat seedlings. In Proceedings of the XIV scientific conference of young scientists “Microbiology in modern agricultural production” (pp. 171-175). Chernihiv: Institute of Agricultural Microbiology and Agro-Industrial Production of NAAS.

[15] Derevianko, S.V., Vasylchenko, A.V., & Maherramzade, N.I. (2020). Biological activity of nickel nanoparticles. Agricultural Microbiology, 31, 36-43. https://doi.org/10.35868/1997-3004.31.36-43.

[16] Vasylchenko, A.V. (2020). Influence of nanoparticles multi-component preparation “Avatar-2 protection” and microbiological preparation “Azohran” on the productivity of potato cultivar Suvenir chernihivskyi in Polesia region. Plant and Soil Science, 12(3), 17-27. https://doi.org/10.31548/agr2021.03.017.

[17] Vasylchenko, A.V. (2021). Influence of metal and non-metal nanoparticles multi-component trace element preparation “Avatar-2 protection” and microbiological preparation “Azohran” on the severity and incidence of infectious diseases in potato. Agroecological Journal, 4, 90-97. https://doi.org/10.33730/2077-4893.4.2021.252961.

[18] Kosinov, M.V., & Kaplunenko, V.H. (2007). Method of erosion-explosive dispersion of metals. Patent Ukraine, No. 23550.

[19] Dudka, A.I., Vasser, S.P., Jellanskaja, I.A., Koval, Je.Z., Gorbik, E., Nikolskaja, E., & Redchic, T. (1982). Methods of experimental mycology. Kyiv: Naukova dumka.

[20] Rebrova, O.Yu. (2002). Statistical analysis of medical data. The use of applied programs package Statistica. Moscow: Media Sfera.

[21] Kindruk, M., Sliusarenko, O., Hechu, V., Malasai, V., Havryliuk, M., Myshynska, O., & Rube, V. (2003). Seeds of agricultural crops. Methods of quality evaluation: State Standard 4138-2002. Kyiv: State Committee of Ukraine on Technical Regulation and Consumer Policy.