Любимова Надежда Андреевна, кандидат хим. наук, научный сотрудник, Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель
д. 27, п. Эммаусс, Калининский р-н, Тверская обл., Российская Федерация, 170530
Nadezhda A. Lyubimova, PhD in Chemical Science, researcher
27, Emmauss village, Kalininsky district, Tver region, Russian Federation, 170530
Рабинович Галина Юрьевна, доктор биол. наук, профессор, заведующий отделом биотехнологий, Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель
д. 27, п. Эммаусс, Калининский р-н, Тверская обл., Российская Федерация, 170530
Galina Yu. Rabinovich, DSc in Biological Science, professor, Head of the Biotechnology Department
27, Emmauss village, Kalininsky district, Tver region, Russian Federation, 170530
В работе представлены данные трехлетних исследований (2020-2022 гг.) по влиянию жидкофазного биопрепарата, содержащего наночастицы железа (ЖФБ-Fe), полученные методом биосинтеза с использованием экстракта зеленого чая, на урожайность картофеля сорта Скарб и активность почвенных ферментов в условиях Тверской области. Сравнительную эффективность ЖФБ-Fe, исходного биопрепарата ЖФБ, раствора наночастиц железа Fe НЧ изучали в полевых условиях на фоне внесения NPK. Результаты показали, что максимальная продуктивность (669,1 г/куст) картофеля была получена при некорневой обработке вегетирующих растений 1%-ным раствором ЖФБ-Fe – на 16,9 % выше контрольного варианта (фон NPK). При раздельном применении растворов 1%-го ЖФБ и 1%-го Fe НЧ продуктивность составила 628,4 и 550,6 г/куст соответственно, что свидетельствует об усилении их воздействия на растения картофеля при совместном использовании в составе ЖФБ-Fe. Было отмечено, что активность инвертазы коррелировала с содержанием гумуса в почве, а активность протеазы – с содержанием легкогидролизуемого азота. Кроме того, исследование активности ферментов в почве под картофелем (каталазы, дегидрогеназы, инвертазы, целлюлазы и протеазы) показало, что они оказывают существенное влияние на урожайность картофеля на разных этапах вегетации при различных технологических приемах применения биопрепаратов. Так, например, при обработке клубней картофеля на стадии всходов была обнаружена обратная зависимость между активностью каталазы в почве и урожайностью: чем выше активность фермента, тем ниже урожайность (r = -0,82). В случае целлюлазы при этом же технологическом приеме, наоборот, наблюдается прямая зависимость: чем выше активность фермента в почве на стадии всходов, тем больше урожайность (r = 0,72). Таким образом, при воздействии на почву и растения Fe-содержащими биопрепаратами изменяется активность ферментов, отвечающих за превращения основных биогенных элементов (углерод и азот) и окислительно-восстановительные процессы, происходящие в почве, что, в конечном итоге, приводит к изменению почвенного плодородия – либо к снижению, либо к повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
The paper presents data on a three-year study (2020-2022) of the effect of a liquid-phase biological product containing iron nanoparticles (LPB-Fe), obtained by biosynthesis using green tea extract, on the yield of potatoes of the Skarb variety and the activity of soil enzymes under the conditions of Tverskaya areas. Comparative efficiency of LPB-Fe, the original LPB biopreparation, solution of iron nanoparticles Fe NPs was studied in the field against the background of NPK application. The results showed that the maximum productivity (669.1 g/bush) of potatoes was obtained by foliar treatment of vegetative plants with a 1% solution of LPB-Fe – 16.9 % more than the control variant (NPK background). With the separate use of a 1% solution of LPB and a 1% solution of Fe NPs, the productivity was 628.4 and 550.6 g/plant, respectively, which indicates an increase in their impact on potato plants when used together as part of LPB-Fe. It was noted that the activity of invertase correlated with the content of humus in the soil, and the activity of the protease correlated with the content of readily hydrolysable nitrogen. In addition, the study of the activity of enzymes in the soil under potatoes (catalase, dehydrogenase, invertase, cellulase and protease) showed that they have a significant impact on the yield of potatoes at different stages of the growing season with various technological methods of using biological preparations. For example, when treating potato tubers at the seedling stage, an inverse relationship was found between catalase activity in the soil and yield: the higher the enzyme activity, the lower the yield (correlation coefficient is -0.82). And in the case of cellulase, with the same technological method, on the contrary, a direct dependence is observed: the higher the activity of the enzyme in the soil at the seedling stage, the greater the yield (correlation coefficient is 0.72). Thus, when soil and plants are exposed to Fe-containing biological products, the activity of enzymes responsible for the transformation of the main biogenic elements (carbon and nitrogen) and redox processes occurring in the soil changes, which ultimately leads to a change in soil fertility and, therefore, either decrease or increase of crop yields.
method, on the contrary, a direct dependence is observed: the higher the activity of the enzyme in the soil at the seedling stage, the greater the yield (correlation coefficient is 0.72). Thus, when soil and plants are exposed to Fe-containing biological products, the activity of enzymes responsible for the transformation of the main biogenic elements (carbon and nitrogen) and redox processes occurring in the soil changes, which ultimately leads to a change in soil fertility and, therefore, either decrease or increase of crop yields.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.