КОМПЛЕКСНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ РАСТЕНИЙ ЧЕСНОКА (ALLIUM SATIVUM L.) ГЕРМАНИЕМ И СЕЛЕНОМ

В последние годы наблюдается повышенный интерес к исследованию жизненно необходимых или так называемых «эссенциальных» химических элементов, к которым относят Se, Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Mn. Это обусловлено их важной ролью в обеспечении жизнедеятельности организмов и влиянии на здоровье человека.

Многочисленными исследованиями показано, что германий также является микроэлементом, который оказывает влияние на поддержание нормальной жизнедеятельности организма человека. Его норма потребления не установлена, однако имеется информация о том, что в Великобритании среднесуточное потребление германия взрослыми находится в пределах 0,001–0,018 мкг/кг, детьми (1,5–4,5 года) – 0,002–0,053, подростками (4–18 лет) – 0,001–0,032 и пожилыми – 0,001–0,016 мкг/кг массы тела

По данным Б. А. Комарова с соавторами

Известно, что дефицит селена у человека и сельскохозяйственных животных приводит к различным заболеваниям

Содержание селена в разных типах почв изменяется от 10 до 1000 мкг/кг

Содержание селена в естественных травостоях колеблется в пределах 2–174 мкг/кг

При низком содержании селена в почвах, для снижения дефицита этого элемента в организме человека, необходимо внесение селенсодержащих удобрений.

В исследованиях, проведенных Н. А. Голубкиной с соавт. (2018) установлено, что при совместном внесении в почву селената натрия (общая доза которого составляла 75 мг/м2) и жидких удобрений Fertika lux (N − 1,6; P205 − 2,0; K20 − 2,7; Fe − 0,01; B − 0,002; Cu − 0,001; Mn −0,01; Mo − 0,002; Zn − 0,001%) при выращивании чеснока, содержание селена в конечной продукции (порошке, полученном из луковиц) повысилось в 16,7 раз по сравнению с контролем и составило 1,5 + 0,1 мг/кг сухой массы

Одним из эффективных и безопасных способов использования германия и селена в лечебных и профилактических целях является получение органических форм путем выращивания растений, способных аккумулировать эти элементы и применение их в качества удобрения. Литературных данных об одновременном обогащении растений селеном и германием нами обнаружено не было. В связи с этим важно уточнение способов обогащения растений соединениями, содержащими эти элементы.

Исследования проведены на базе опытного участка Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства – филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр овощеводства», д. Верея, Московская область.

Почва опытного участка супесчаная, содержание гумуса в слое 0–20 см составило 3,41–3,44%; в слое 20–40 см – 2,9–3,0%. Реакция среды нейтральная – рН солевой вытяжки 6,7. Гидролитическая кислотность 0,72–0,92 мг-экв. на 100 г почвы, содержание суммы поглощенных оснований 46–50 мг-экв. на 100 г почвы. Степень обеспеченности питательными веществами: фосфором – высокая (содержание P2O5 в слое 0–20 см составляла 22,8–24,6 мг на 100 г почвы (по Чирикову)); калием – низкая, содержание К2О в слое 20 см – 10,4–17,9 мг на 100 г почвы (по Масловой). Удельный вес почв пахотного слоя 0–25 см составлял 2,61 г/см3. Капиллярная влагоемкость 43–44%. Гигроскопическая влажность – 8,25%.

Материалом для исследования служили растения, полученные из зубков чеснока озимого, сорта Гладиатор.

Для повышения эффективности проникновения герматранола и селенитов в растения использовали диметилсульфоксид (ДМСО) в концентрации 1,0% и Твин 80 в концентрации 0,1%.

При комплексном обогащении чеснока германием и селеном проводили трехкратную обработку листьев растений в период начала (2–3 листа), середины (4–5 листьев) и окончания интенсивного роста листьев (7–8 листьев) герматранолом в концентрации 0,15% и селенитами натрия и калия, используемых в концентрации 0,15% и растворенных в 1%-ном растворе диметилсульфоксида, в дозе 100 мл раствора на 1 м2 посадок растений. Обработку проводили с обеих сторон всех листьев при помощи распылителя, обеспечивающего мелкодисперсный распыл жидкости при температуре 20–25°С.

Все опыты заложены в четырехкратной повторности, учетная площадь делянки 1,0 м2, посев рядовой – расстояние между рядками 25 см, между растениями в рядке 10 см, длина рядка 1 м.

Уход за растениями в течение вегетации включал поливы, которые проводили по мере подсыхания почвы и борьбу с сорной растительностью, осуществляемую путем ручных прополок.

Для анализа образцов использовали не менее 10 зубков чеснока, выделенных из различных луковиц, выращенных в каждом варианте опыта.

Анализ зубков на содержание селена и германия выполнен по методу доктора Скального в ООО «Микронутриенты»

Исследования показали, что эффективность накопления германия и селена в луковицах чеснока зависит от способа их внесения. Установлено, что некорневая подкормка герматранолом была примерно в 5 раз, а селенитами в 2,3–5,8 раза эффективнее, чем корневая. Так, при некорневой подкормке герматранолом содержание германия в луковицах составило 0, 02 мг/кг, а при корневой <0,0042 мг/кг. При некорневой подкормке селенитом натрия и калия содержание селена в луковицах составило 0,47 мг/кг и 0,58 мг/кг, а при корневой – 0,2 мг/г и 0,1 мг/г, соответственно (табл. 1).

Эффективность накопления селена в луковицах зависела и от используемого селенита. Из используемых селенитов высокой эффективностью характеризовались селениты калия и натрия. При их применении содержание селена в луковицах возросло в 15 и 12 раз, соответственно, по сравнению с контролем. Наименьшая эффективность отмечена при применении селенита цинка.

Известно, что ДМСО не только является хорошим растворителем различных органических веществ, но и способствует лучшему проникновению растворенных в нем веществ в ткани растений и других организмов. В наших исследованиях доказано, что добавление ДМСО в растворы герматранола и селенитов обеспечивает более эффективное накопление растениями чеснока германия и селена. Данный способ позволил получить зубки чеснока, содержащие 0,078 мг/кг германия и 6,700 – 7,390 мг/кг селена. Содержание германия в зубках при этом увеличилось в 37,1 раза по сравнению с контролем, а селена, при использовании селенита натрия в 157,2 раза и в 145,3 раза при использовании селенита калия (табл. 2).

Использование поверхностноактивных веществ широко распространено в практике растениеводства. Применение их способствует лучшей смачиваемости поверхности и улучшению контакта покровных тканей с растворами, что приводит к лучшему усвоению растениями растворенных веществ. В наших опытах добавление Твина 80 в растворы герматранола и селенитов привело к значительному улучшению поглощения ценных веществ. Содержание германия в зубках увеличилось в 28,6 раза, а селена в 169,8 (при применении селенита натрия) и 29,4 раза (при применении селенита калия) по сравнению с контролем.

При совместном применении герматранола и селенитов установлена более высокая эффективность применения ДМСО по сравнению с Твин 80. При обработке растений герматранолом, растворенном в ДМСО содержание германия в зубках увеличилось в 37,1 раза, а при использовании для этих целей Твин 80 – в 3,6 раза. При добавлении ДМСО в селенит калия содержание селена возросло в 142,6 раза, а при добавлении Твин 80 – 41,9 раза (табл. 3).

При совместном применении герматранола и селенита калия с добавлением ДМСО содержание германия и селена в зубках было высоким и практически не отличалось от содержания этих элементов при раздельном внесении германий- и селенсодержащих соединений.

Установлено, что наиболее активно аккумулируют германий корни и листья. Концентрация германия в этих органах была в 115,2 и 141,0 раз выше, чем в контроле. В то время как в зубках и воздушных луковичках концентрация этого элемента превышала контроль в 37,1 и 45,7 раза (табл. 4). Учитывая высокую способность корней чеснока накапливать германий и высокую их массу, возможно, следует более детально изучить это явление с целью использования для приготовления БАД.

При содержании германия в зубках 0,078 мг/кг, суточной норме потребления его, принятой в Великобритании для взрослых, составляющей в среднем 0,013 мкг/кг, для удовлетворения потребности в этом элементе жителя России, средняя масса тела которого по данным статистических анализов 2023 г. равна 76 кг, достаточно в сутки съедать около 13 г обогащенного чеснока.

Наибольшей аккумулирующей способностью селена характеризовались зубки и воздушные луковички. Содержание селена в зубках было в 142,6 раза, а в воздушных луковичках в 67,9 раза меньше, чем в контроле. При этом содержание же этого элемента в листьях и корнях было в 7,8 и 12,7 раза выше, чем в контроле (табл. 4). 

Учитывая полученные результаты, а именно, тот факт, что при использовании в пищу одного – двух зубков чеснока общей массой 10 г при содержании селена в зубках 6,7–7,4 мг/кг, масса селена составит 67–74 мкг. При суточной норме потребления этого элемента 63 мкг указанной массы чеснока будет достаточно для удовлетворения суточной потребности организма взрослого человека в этом элементе.

Проведенные исследования показали, что, в целом, раздельная трехкратная обработка вегетирующих растений чеснока растворами герматранола, селенита натрия и селенита калия, содержащими ДМСО или Твин 80, не приводит к существенному изменению массы луковиц, их урожайности, а также урожайности воздушных луковичек. Однако одновременное применение растворов Герматранола в сочетании с селенитом калия, содержащих ДМСО приводит к снижению массы луковиц, их урожайности и урожайности воздушных луковиц соответственно на 11,7%, 11,5% и 19,5%. Одновременное применение растворов Герматранола в сочетании с селенитом калия, содержащих Твин 80, приводило к снижению урожайности только воздушных луковичек на 19,5% (табл. 5).

Проведенные нами исследования показали высокую эффективность комплексного обогащения растений чеснока посевного (Allium sativum L.) германием и селеном путем трехкратной обработки растений в период начала, середины и окончания интенсивного роста листьев герматранолом и селенитами калия или натрия, используемым в концентрации 0,15%, растворенным в 1%-ном растворе ДМСО, в дозе 100 мл раствора на 1 м2 площади посадок растений, при помощи распылителя, обеспечивающего мелкодисперсный распыл путем смачивания обеих сторон всех листьев при температуре 20-25°С и отсутствии дождя в течение 2 часов после обработки.

Использование этого способа позволяет в 37,1 раза повысить содержание германия и 142,6 раза содержание селена в зубках чеснока и получить луковицы, содержащие 0,078 мг/кг германия и 6,7 мг/кг селена.