Senior Lecturer of the Department of Chemistry, Orenburg State University
старший преподаватель кафедры химии Оренбургского государственного университета
Deputy Director of All-Russian Scientific Research Institute of Meat Cattle Breeding, Doctor of Biological Sciences
заместитель директора Всероссийского научно-исследовательского института мясного скотоводства, доктор биологических наук
Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Professor of the Department of Chemistry, Orenburg State University
доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры химии Оренбургского государственного университета
Candidate of Biological Sciences, Researcher of the Laboratory of Biological Trials and Expertise of Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences”
кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории биологических испытаний и экспертиз Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Lack of iron leads to a weakening of plant growth and lower yields. A promising solution to this problem is the use of nanoparticles of iron, iron oxides as biostimulators of growth of agricultural plants. However, the special properties of nanoparticles can enhance the mechanisms associated with toxic effects on living organisms, lead to trace elements. The response of plants to the impact of iron is highly variable and depends on their genotype and species. Literature data on the influence of fine iron particles on the elemental composition of the plant species Triticum vulgare Vill (soft wheat) is not enough, in addition, virtually no study of the interaction of these particles with natural sorbents - humic acids, which control the bioavailability and transport of elements in natural objects. Therefore, the article presents data on the content of toxic elements (As, Hg, Cd, Pb) in the aboveground part of wheat plants Triticum vulgare Vill. Wheat is cultivated in the soil under the influence of aqueous solutions Fe0 spherical iron nanoparticles (diameter of 80 ± 5 nm), magnetite Fe3O4 (50- 80 nm width and a height of 4-10 nm), ionic forms of diand trivalent iron sulphate with addition of humic acids isolated from the brown coal of the Tulgan deposit. The results of the study showed that under the influence of iron and magnetite nanoparticles, the replacement of more toxic mercury with less toxic cadmium is observed, but the total number of these elements remains constant. An aqueous solution of trivalent iron sulfate with a concentration of 0.0001 g/l contributes to the maximum reduction of toxic elements (lead, arsenic, mercury and cadmium) in the aboveground part of wheat plant.
Недостаток железа приводит к ослаблению роста растений и снижению их урожайности. Перспективным решением этой проблемы является использование нанопорошков железа, оксидов железа в качестве биостимуляторов роста сельскохозяйственных растений. Однако, особые свойства наночастиц могут усиливать механизмы, связанные с токсичным действием на живые организмы, приводить к микроэлементозам. Реакция растений на воздействие железа весьма изменчива и зависит от их генотипа и вида. Литературных данных о влиянии мелкодисперсных частиц железа на элементный состав растения вида Triticum vulgare Vill (пшеница мягкая) недостаточно, кроме того, практически не изучено взаимодействие этих частиц с природными сорбентами - гуминовыми кислотами, которые контролируют биодоступность и транспорт элементов в природных объектах. В статье приведены данные по содержанию токсичных элементов (As, Hg, Cd, Pb) в надземной части растений пшеницы Triticum vulgare Vill, выращенных в почве при однократном инвазивном воздействии водных растворов сферических наночастиц железа Fe0 (диаметром 80 ± 5 нм), магнетита Fe3O4 (шириной 50-80 нм и высотой 4-10 нм), ионных форм двухи трехвалентного сульфата железа с добавлением гуминовых кислот, выделенных из бурого угля Тюльганского месторождения. При изучении динамики изменения содержания токсичных элементов установлено, что под воздействием наночастиц железа и магнетита наблюдается процесс замещения более токсичной ртути менее токсичным кадмием при постоянном их суммарном количестве, использование трехвалентного сульфата железа с концентрацией 0,0001 г/л для однократного полива пшеницы Triticum vulgare Vill приводит к наилучшему результату по снижению токсичных элементов (свинца, мышьяка, ртути и кадмия) в надземной части растения.