ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ НА ВСХОЖЕСТЬ И БИОХИМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ПРОРОСТКОВ ХЛОПЧАТНИКА СОРТА БУХАРА-8 В УСЛОВИЯХ ИЗМЕ-НЕНИЯ КЛИМАТА И ЗАСОЛЕНИЯ ПОЧВЫ
DOI:
https://doi.org/10.56292/SJFSU/vol31_iss5/a142Ключевые слова:
почва, препараты на основе кремния, скорость прорастания, антиоксидантные ферменты, пролинаАннотация
Прорастание семян в засушливых и засоленных условиях часто ограничено из-за стрессовых факторов, что подчеркивает необходимость эффективных подходов к повышению устойчивости растений. Целью данного исследования было оценить влияние препаратов на основе кремния и биологически активных веществ Aminosid-Silicon, Aminosid-Aton и Bionitrogen, примененных к хлопчатнику (Gossypium hirsutum L., сорт Бухара-8). Динамика прорастания отслеживалась с 10 по 22 день после посева, и в группах, подвергшихся обработке, были зафиксированы значительные улучшения. Среди них Aminosid-Silicon показал самый высокий показатель прорастания (79,3%) по сравнению с 65,3% в контрольной группе, не подвергшейся обработке. Биохимический анализ показал, что обработка кремнием стимулировала активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза (КАТ) и пероксидаза (ПОД), а также усиливала накопление пролина в проростках. Эти результаты подтверждают, что препараты на основе кремния могут компенсировать дефицит кремния в почвах и играют ключевую роль в улучшении прорастания семян и усилении физиологических защитных механизмов в условиях солевого и засушливого стресса. В частности, обработка Aminosid-Silicon увеличила активность супероксиддисмутазы с 143,12 до 158,69 U/мг белка, каталазы с 81,78 до 103,21 U/мг белка, пероксидазы с 134,96 до 152,01 ЕД/мг белка, а содержание пролина с 112,3 до 144,7 мкг/г свежего веса, что указывает на значительное усиление физиологических защитных механизмов в условиях стресса.
Библиографические ссылки
1. Aebi, H. (1984). [13] Catalase in vitro. In Methods in Enzymology (Vol. 105, pp. 121–126). Elsevier. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(84)05016-3
2. Alhousari, F., & Greger, M. (2018). Silicon and Mechanisms of Plant Resistance to Insect Pests. Plants, 7(2), 33. https://doi.org/10.3390/plants7020033
3. Alsudays, I. M., Alshammary, F. H., Alabdallah. et al (2024). Applications of humic and fulvic acid under sa-line soil conditions to improve growth and yield in barley. BMC Plant Biology, 24(1), 191. https://doi.org/10.1186/s12870-024-04863-6
4. Bocharnikova, E. A., Loginov, S. V., Matychenkov, V. V., & Storozhenko, P. A. (2010). Silicon fertilizer effi-ciency. Russian Agricultural Sciences, 36(6), 446–448. https://doi.org/10.3103/S1068367410060157
5. Bocharnikova, Е. А., Matichenkov, V. V., & Matichenkov, I. V. (2023). Silicon-Based Materials in Agriculture. Агрохимия, 12, 106–113. https://doi.org/10.31857/S0002188123120049
6. Chance, B., & Maehly, A. C. (1955). [136] Assay of catalases and peroxidases. In Methods in Enzymology (Vol. 2, pp. 764–775). Elsevier. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(55)02300-8
7. Deng, Q., Yu, T., Zeng, Z. et al (2021). Silicon Application Modulates the Growth, Rhizosphere Soil Charac-teristics, and Bacterial Community Structure in Sugarcane. Frontiers in Plant Science, 12, 710139. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.710139
8. Epstein, E. (1994). The anomaly of silicon in plant biology. Proceedings of the National Academy of Sci-ences, 91(1), 11–17. https://doi.org/10.1073/pnas.91.1.11
9. Etesami, H., & Jeong, B. R. (2018). Silicon (Si): Review and future prospects on the action mechanisms in alleviating biotic and abiotic stresses in plants. Ecotoxicology and Environmental Safety, 147, 881–896. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2017.09.063
10. Exley, C. (2015). A possible mechanism of biological silicification in plants. Frontiers in Plant Science, 6. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00853
11. Giannopolitis, C. N., & Ries, S. K. (1977). Superoxide Dismutases: I. Occurrence in Higher Plants. Plant Physiology, 59(2), 309–314. https://doi.org/10.1104/pp.59.2.309
12. Hayat, K., Khan, J., Khan, A., Ullah, S., Ali, S., Salahuddin, & Fu, Y. (2021). Ameliorative Effects of Exoge-nous Proline on Photosynthetic Attributes, Nutrients Uptake, and Oxidative Stresses under Cadmium in Pigeon Pea (Cajanus cajan L.). Plants, 10(4), 796. https://doi.org/10.3390/plants10040796
13. Hussein Jabal, A., & Abdulkaree, M. A. (2023). Soil salinity and nutrient availability influenced by silicon application to tomato irrigation with different saline water. Bionatura, 8(CSS 1), 1–12. https://doi.org/10.21931/RB/CSS/S2023.08.01.30
14. Janes-Bassett, V., Blackwell, M. S. A., Blair, G., Davies, J., Haygarth, P. M., Mezeli, M. M., & Stewart, G. (2022). A meta-analysis of phosphatase activity in agricultural settings in response to phosphorus deficiency. Soil Bi-ology and Biochemistry, 165, 108537. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108537
15. Leroy, N., De Tombeur, F., Walgraffe, Y., Cornélis, J.-T., & Verheggen, F. J. (2019). Silicon and Plant Natu-ral Defenses against Insect Pests: Impact on Plant Volatile Organic Compounds and Cascade Effects on Multitrophic Interactions. Plants, 8(11), 444. https://doi.org/10.3390/plants8110444
16. López-Pérez, M. C., Pérez-Labrada, F., Ramírez-Pérez, L. J. (2018). Dynamic Modeling of Silicon Bioa-vailability, Uptake, Transport, and Accumulation: Applicability in Improving the Nutritional Quality of Tomato. Frontiers in Plant Science, 9, 647. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00647
17. Ma, Y., Dias, M. C., & Freitas, H. (2020). Drought and Salinity Stress Responses and Microbe-Induced Tol-erance in Plants. Frontiers in Plant Science, 11, 591911. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.591911
18. Maghsoudi, K., Emam, Y., Niazi, A., Pessarakli, M., & Arvin, M. J. (2018). P5CS expression level and pro-line accumulation in the sensitive and tolerant wheat cultivars under control and drought stress conditions in the pres-ence/absence of silicon and salicylic acid. Journal of Plant Interactions, 13(1), 461–471. https://doi.org/10.1080/17429145.2018.1506516
19. Mamasolieva M., Holmurodov N., Gafurova L. A. (2023). Effect of silicon fertilizers on plant growth and de-velopment in saline soils. National University of Uzbekistan.
20. Matichenkov, V. V., & Bocharnikova, E. A. (2001). Chapter 13 The relationship between silicon and soil physical and chemical properties. In Studies in Plant Science (Vol. 8, pp. 209–219). Elsevier. https://doi.org/10.1016/S0928-3420(01)80017-3
21. Matichenkov, V. V., Bocharnikova, E. A., Kosobryukhov, A. A., & Biel, K. Ya. (2008). Mobile forms of silicon in plants. Doklady Biological Sciences, 418(1), 39–40. https://doi.org/10.1134/S0012496608010134
22. Meng, X., Jin, N., Jin, L., Wang, S., Zhao, W., Xie, Y., Huang, S. (2024). Silicon-seed priming promotes seed germination under CA-induced autotoxicity by improving sucrose and respiratory metabolism in cucumber (Cu-cumis sativus L.). BMC Plant Biology, 24(1), 1164. https://doi.org/10.1186/s12870-024-05908-6
23. Muslim, D. A., Al-Shareefi, M. J. H., & Alazawi, S. S. M. (2023). Effect of Salicylic Acid and Nano-Silicon of the Enzymatic Activity for Potato Shoots Grown Under Salt Stress in Vitro. IOP Conference Series: Earth and Environ-mental Science, 1158(10), 102006. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1158/10/102006
24. Muthuselvan, K., Chinnapaiyan, V., Renganathan, U. (2025). Nano Silicon as a Potential Seed Priming Agent for Enhancing Resilience against Moisture Stress in Finger Millet (Eleusine coracana L.). Silicon. https://doi.org/10.1007/s12633-025-03268-w
25. Ogawa, K., Kanematsu, S., & Asada, K. (1997). Generation of Superoxide Anion and Localization of Cu Zn-Superoxide Dismutase in the Vascular Tissue of Spinach Hypocotyls: Their Association with Lignification. Plant and Cell Physiology, 38(10), 1118–1126. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a029096
26. Pachepsky, Y., Yakirevich, A., Ponizovsky, A. A., & Gummatov, N. (2024). The osmotic potential of soil so-lutions in salt tolerance studies: Following M. Th. van Genuchten’s innovation. Vadose Zone Journal, 23(4), e20299. https://doi.org/10.1002/vzj2.20299
27. Paul, E. A. (2007). Soil microbiology, ecology, and biochemistry in perspective. In Soil Microbiology, Ecol-ogy and Biochemistry (pp. 3–24). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-047514-1.50005-6
28. Pawar, G., Sargar, P., Naik, G., Deshmukh, S., Shedge, P., Halge, S., Pawar, A., & Reddy, P. N. (2023). Ef-fect of Abiotic Stress on Plant Growth and Development, Physiological and Breeding Strategies to Overcome Stress Condition. International journal of plant and environment, 8(03), 1–9. https://doi.org/10.18811/ijpen.v8i03.01
29. Pérez‐Arellano, I., Carmona‐Álvarez, F., Martínez, A. I., Rodríguez‐Díaz, J., & Cervera, J. (2010). Pyrroline‐5‐carboxylate synthase and proline biosynthesis: From osmotolerance to rare metabolic disease. Protein Science, 19(3), 372–382. https://doi.org/10.1002/pro.340
30. Richard Drees, L., Wilding, L. P., Smeck, N. E., & Senkayi, A. L. (2018). Silica in Soils: Quartz and Disor-dered Silica Polymorphs. In J. B. Dixon & S. B. Weed (Eds.), SSSA Book Series (pp. 913–974). Soil Science Society of America. https://doi.org/10.2136/sssabookser1.2ed.c19
31. Tarolli, P., Luo, J., Park, E., Barcaccia, G., & Masin, R. (2024). Soil salinization in agriculture: Mitigation and adaptation strategies combining nature-based solutions and bioengineering. iScience, 27(2), 108830. https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.108830
32. Tubana, B. S., Babu, T., & Datnoff, L. E. (2016). A Review of Silicon in Soils and Plants and Its Role in US Agriculture: History and Future Perspectives. Soil Science, 181(9/10), 393–411. https://doi.org/10.1097/SS.0000000000000179
33. Wang, M., Gao, L., Dong, S., Sun, Y., Shen, Q., & Guo, S. (2017). Role of Silicon on Plant–Pathogen Inter-actions. Frontiers in Plant Science, 8, 701. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00701
34. Wilson, M. J. (2020). Dissolution and formation of quartz in soil environments: A review. Soil Science An-nual, 71(2), 3–14. https://doi.org/10.37501/soilsa/122398
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Научный вестник Ферганский государственный университета
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Как цитировать
