Влияние хелатной формы железа на его подвижность и фитодоступность при внесении в почву

Несмотря на известные механизмы поглощения железа растениями из почвы, а также модели поведения ионов металла в почвах, борьба с дефицитом данного микроэлемента у растений не теряет своей актуальности. В статье представлены результаты оценки влияния хелатных комплексов трехвалентного железа с диэтилентриаминпентауксусной (ДТПА Fe) и этилендиаминтетрауксусной (ЭДТА Fe) кислотами на подвижность и доступность железа для растений в почве c реакцией среды, близкой к нейтральной. В модельном опыте с использованием дренажных колонок установлены закономерности распределения железа в толще почвы и его вынос с поливными водами из прикорневой зоны растений (10 см). На фоне однотипного распределения железа в почве отмечали более высокое содержание его подвижных форм в нижних слоях при использовании ЭДТА Fe. Выщелачивание железа из почвы отмечалось как при использовании ДТПА Fe, так и ЭДТА Fe. В условиях вегетационного опыта изучено влияние хелатных форм на накопление железа в растениях ячменя (Hordeum vulgare L.) в период их начального роста (11 суток). Содержание железа в побегах варьировало от 120 до 140 мкг/г, в корнях – от 233 до 244 мкг/г, при содержании в контрольном образце 200 мкг/г. Наибольшее накопление железа в проростках отмечали на уровне корневой системы в варианте опыта с ЭДТА Fe. Данные по накоплению железа в корнях ячменя коррелировали (r = 0,99) с данными по их зольности.

1. Assunção A. G. L., Cakmak I., Clemens S., González-Guerrero M., Nawrocki A., Thomine S. Micronutrient homeostasis in plants for more sustainable agriculture and healthier human nutrition. Journal of Experimental Botany. 2022;73(6):1789-1799. https://doi.org/10.1093/jxb/erac014

2. Собиров С. К. У., Турсунов Ж. И., Жалолов И. Ж., Камчиева Х. А. Определение и анализ микро-и макроэлементов растения Glaucium elegans, произрастающего в Узбекистане, методом нейтронной активации. Universum: химия и биология. 2021;5(83):76-79. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=45765948 EDN: DUSQWG

3. Singh R., Mahajan J., Arora S., Bhardwaj R., Kaur T. Physiological role of mineral nutrition and their uptake during abiotic stress. Environmental Stress Physiology of Plants and Crop Productivity. 2021. pp. 75-88. https://doi.org/10.2174/9781681087900121010009

4. Zewide I., Sherefu A. Review Paper on Effect of Micronutrients for Crop Production. Journal of Nutrition and Food Processing. 2021;4(7):1-8. https://doi.org/10.31579/2637-8914/063

5. Gautam C. K., Tsai H. H., Schmidt W. Ironman tunes responses to iron deficiency in concert with environmental pH. Plant Physiology. 2021;187(3):1728-1745. https://doi.org/10.1093/plphys/kiab329

6. Gondal A. H., Hussain I., Ijaz A. B., Zafar A., Ch B. I., Zafar H., Sohail M. D., Niazi H., Touseef M., Khan A. A., Tariq M., Yousuf H., Usama M. Influence of Soil Ph and Microbes on Mineral Solubility and Plant Nutrition: A Review. International Journal of Agriculture and Biological Sciences. 2021;5(1):71-81. URL: https://zenodo.org/record/4625364

7. Chaudhari D., Mehta P., Chaudhary N., Yadav M. Iron Ferti-fortification in grain Amaranthus (Amaranthus hypochondriacus L.). The Pharma Innovation Journal. 2021;10(3):635-638. URL: https://www.thepharmajournal.com/archives/?year=2021&vol=10&issue=3&ArticleId=5843

8. Красильников В. В., Ложкин М. А., Коробейникова О. В. Влияние хелатных микроудобрений на фитосанитарное состояние, урожайность и качество зерна яровой пшеницы Йолдыз. Научные инновации в развитии отраслей АПК: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Ижевск: ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2020. Т. 1. С. 45-49.

9. Сазанов А. В., Товстик Е. В., Козвонин В. А., Казакова А. А. Оценка биодоступности хелатного цинка в различных типах почвы. Теоретическая и прикладная экология. 2021;(1):181-187. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-181-187 EDN: TIJJFH

10. Pakhomova V. M., Daminova A. I. Chelated micronutrient fertilizers as effective antioxidants applied for foliar plant treatment. BIO Web Conf. International Scientific-Practical Conference «Agriculture and Food Security: Technology, Innovation, Markets, Human Resources». 2020;17:00057. https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700057

11. Макаренков Д. А., Глушко А. Н., Убаськина Ю. А., Поплевин Д. С. Основы создания средств комплексного управления развитием растений, обеспечивающих повышение производительности сельскохозяйственных культур. Спецвыпуск «Фотон-экспресс наука 2019». 2019;(6):68-69. https://doi.org/10.24411/2308-6920-2019-16030

12. Иванищев В. В. Роль железа в биохимии растений. Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2019;(3):149-159. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41175096 EDN: YHJHZC

13. Hasegawa H., Al Mamun M. A., Tsukagoshi Y., Ishii K., Sawai H., Begume Z. A., Asami M. S., Maki T., Rahman I. M. M. Chelator-assisted washing for the extraction of lead, copper, and zinc from contaminated soils: A remediation approach. Applied Geochemistry. 2019;109:104397. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.104397

14. Sillanpää M. Environmental Fate of EDTA and DTPA. Part of the Reviews of Environmental Contamination and Toxicology book series. 1997;152:85-111. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-1964-4_3

15. Abbaszadeh-Dahaji P., Masalehi F., Akhgar A. Improved Growth and Nutrition of Sorghum (Sorghum bicolor) Plants in a Low-Fertility Calcareous Soil Treated with Plant Growth-Promoting Rhizobacteria and Fe-EDTA. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2020;20:31-42. https://doi.org/10.1007/s42729-019-00098-9

16. Симонова О. А., Симонов М. В., Товстик Е. В. Содержание тяжелых металлов (Zn, Cu, Mn, Fe) в агропочвах нечерноземной зоны России в условиях применения минеральных удобрений (на примере г. Кирова). Экобиотех. 2019;2(3):302-306. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2019-2-3-302-306 EDN: IIIJMR

17. Иванищев В. В. Доступность железа в почве и его влияние на рост и развитие растений. Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. 2019;(3):127-136. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41175094 EDN: ABRVWT

18. Петухов Д. В., Изместьев Е. С., Сазанов А. В., Зайцев М. А., Товстик Е. В. Применение аминокислот и их хелатных комплексов с микроэлементами в питании растений (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2022;(1):167-174. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-1-167-174 EDN: TGQXRF

19. Clemens S. Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie. 2006;88(11):1707-1719. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2006.07.003

20. Симонова О. А., Симонов М. В., Товстик Е. В. Сортовые особенности биоаккумуляции железа в растениях ячменя. Таврический вестник аграрной науки. 2020;3(23):142-151. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43992269 EDN: DREVPS