Влияние новосинтезированных комплексов цинка с аминокислотами на морфофизиологические показатели проростков пшеницы

1Институт катализа и неорганической химии Национальной АН Азербайджана, г. Баку, Азербайджан 2Институт ботаники Национальной АН Азербайджана, г. Баку, Азербайджан

Известно, что микроэлементы положительно влияют на транспорт веществ и активность ферментов, на количество и качество урожая, повышают засухоустойчивость и толерантность растений к болезням [13]. Высокая потребность злаковых растений в микроэлементах отмечается на разных этапах развития: при прорастании семян, в связи с активизацией микроэлементами принимающих участие в гидролизе запасных веществ; в фазе кущения, в связи с образованием боковых побегов и придаточных корней из подземных стеблевых узлов; в фазе выхода в трубку, в связи с удлинением междоузлий и активными ростовыми процессами. На этой стадии развития растения активно используют фотосинтетически активной солнечной радиации и активная роль микроэлементов проявляется в синтезе хлорофилла и других пигментов фотосинтеза [4, 5, 7-10]. При внесении микроэлементов в виде растворимых солей большая часть их абсорбируется почвенными частицами и становится труднодоступной для корневых систем растений. Поэтому эффективным способом внесения микроэлементов является внесение их в виде хелатных комплексов и внекормовая подкормка растений такими комплексами. Преимущество хелатных микроудобрений заключается в том, что они усваиваются растениями более легко и эффективно, однако следует отметить, что они действуют как ксенобиотики и при их разложении образуются токсичные для растений вещества. В настоящее время ведутся работы по созданию комплексов биогенных металлов с использованием полезных органических кислот, принимающих участие в метаболизме растений.

Целью данной работы являлось синтез аминокислотных комплексов цинка и изучение влияние их на всхожесть семян, рост и развитие проростков, на содержание хлорофилла в листьях пшеницы.

Материал и методы. Синтез аминокислотных комплексов цинка проводили при температуре 50о С добавлением к раствору сернокислого цинка растворов цистеина, метионина и глицина с перемешиванием и дальнейшей кристаллизацией [6]. Объектом исследования служили семена твердой пшеницы Triticum durum L.

Cемена пшеницы намачивали растворами комплексов в течение 24 ч. Контрольные семена намачивали водой (контроль). Контрольные и опытные семена проращивали на фильтровальной бумаге в чашках Петри при 20оС в условиях термостатирования. Определяли энергию прорастания и всхожесть семян. Содержание хлорофилла определяли на спектрофотометре при длине волны 663 и 645 нм. В качестве растворителя использовали 80% р-р ацетона.

Результаты и обсуждение.Энергия прорастания и всхожесть семян, обработанных комплексами цинка с аминокислотами определены на трехдневных и семидневных проростках соответственно (табл. 1). Как видно из табл. 1, семена, обработанные комплексом цинка с цистеином обладают высокой энергией прорастания и всхожестью. Стимулирующее действие низких концентраций раствора сернокислого цинка на всхожесть, энергию прорастания и рост проростков отмечалось в работах ряда авторов [11-14]. В этих работах отмечено, что низкие концентрации сернокислого цинка оказывают положительное влияние на синтез фотосин-тетческих пигментов, в то время как при внесении цинка с фосфором наблюдается обратный эффект.

Таблица 1

Влияние комплекса ZnSO4 - аминокислоты на энергию прорастания и всхожесть семян пшеницы

По мнению авторов, такое отрицательное действие связано с взаимодействием между цинком и фосфором, что, в конечном счете, приводит к явлению хлорозиса. Некоторые исследователи считают, что при содержании высоких концентраций цинка, фосфора и железа в питательной среде затрудняется усвоение цинка корневой системой растений. Однако внесение цинка и фосфора низких концентрациях усиливался рост и развитие растений и увеличивалось содержание хлорофилла в листьях. Отсюда был сделан вывод, что низкие концентрации этих элементов обеспечивают нормальное развитие растений пшеницы.

В наших опытах 10-дневные проростки пшеницы подвержены водному стрессу. Через однонедельный период засухи начали поливать водой и проследили за выходом растений из стрессового положения. Выход растений из стрессового состояния произошло следующей последовательностью: ZnSO4-цистеин, ZnSO4-метионин, ZnSO4-глицин, контроль.

В таблице 2 приведены данные по определению содержания хлорофилла в листьях проростков пшеницы. Как видно из таблицы, ZnSO4- цистеин оказывал положительное влияние на содержание хлорофилла, а также на отношение хла /хлб.

Таблица 2

Влияние комплекса ZnSO4-аминокислоты на содержание хлорофилла в листьях проростков пшеницы (мг/l)

Выводы. Таким образом, на основе полученных данных можно сделать заключение, что комплекс цинка с цистеином оказывает положительное влияние на рост и развитие проростков пшеницы и повышают их засухоустойчивость.

Работа выполнена при поддержке гранта научного фонда “SOKAR” Азербайджана.