Влияние солевых растворов на длину корешка проростков огурца

Краткое сообщение / Short communication

Большой ущерб мировому сельскохозяйственному производству наносит засоленность почв,в которых содержание солей (в основном, хлоридов и сульфатов) превышает 0,25% по массе [1]. Засоленные земли постоянно расширяются на пахотных угодиях и около 10% всей мировой площади суши находятся по угрозой засоления [2]. В Российской федерации засоленные почвы занимают 36 млн. га, что составляет 18% общей площади орошаемых земель. Основные площади засоленных почв находятся на юге России (хлоридное засоление), что обуславливается комбинацией засушливого климата, слабой дренированности территории и наличием засоленных пород. В Приволжском федеральном округе площади засоленных почв сокращаются, засоление становится преимущественно хлоридно-сульфат-ным, появляется гипс, а также чаще в солонцовых и орошаемых почвах – сода,засоленные почвы формируются в местах подстилания засоленными лессовидными суглинками и глинами или при близком залегании минерализованных грунтовых вод.В Центральном федеральном округе засоленные почвы встречаются локально, так как территория более дренируемая.На возвышенностях при формировании на засоленных породах и при подходе минерализованных грунтовых вод формируются засоленные почвы сульфатного химизма, в низинах чаще встречается содовое засоление. Известно, что процесс засоления усиливается при орошении земель [3]. Засоленными считаются почвы, в составе которых содержится более 0,25% легкорастворимых солей. Это могут быть карбонаты, хлориды, сульфиты, сульфаты, нитраты, силикаты. Такое количество – токсично для растений (особенно сельскохозяйственных) [4].

В зависимости от состава солей в почве выделяют несколько основных видов засоления:

• а)    хлоридное засоление почв обусловлено избыточным содержанием в почве хлорида натрия и хлорида магния (NaCl, МgCl 2 );

• б)    сульфатное засоление обусловлено накоплением сульфата натрия и сульфата магния (МgЅО 4 , СаЅО 4 Na 2 SO 4 );

• в)    содовое (карбонатное) засоление связано с наличием в почве повышенных количеств гидрокарбоната натрия или других натриевых солей (NaHCO 3 ), Na 2 СО 3 ).

По вредности для растений соли делятся на наиболее вредные (Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NaCl) вредные (СаСl 2 , МgCl 2 Na 2 SO 4 ) и менее вредные (МgЅО 4 , СаЅО 4 ).Токсичность солей выражают в эквивалентах хлора. Если принять токсичность хлора за единицу, то токсичность соды (Nа 2 СО 3 ) в 10 раз больше, токсичность гидрокарбоната натрия (NаНСО 3 ) в 6 раз меньше токсичности NaCl. Таким образом наиболее вредные и малоплодородные для растений содовые солончаки, затем хлоридные, а наиболее «благоприятные» - сульфатные солончаки [5, 6, 7].

Высевать семена на засоленных почвах рекомендуется сухими. Почвенный раствор в данных условиях имеет большую сосущую силу, чем сила насасывания семян. Поэтому влажные семена в условиях засоления теряют часть влаги и обезвоживаются, из-за чего снижается дружность их прорастания, а часть семенного материала погибает. Сухие семена набухают постепенно, благодаря этому вредное влияние солей несколько сглаживается. Кроме того, так как соли начинают воздействовать на ткани растений с момента набухания и прорастания семени, растения постепенно привыкают и приобретают устойчивость к заданным условиям. Поэтому, если есть возможность, повторять культуру лучше из своих семян, так как и солеустойчивость тоже передается по наследству [8].

Исследования направленные на изучение влияния хлоридного засоления на проростки ячменя Таскиной К.Б. и др. показали, что воздействие на проростки растений умеренной (100 ммоль) и высокой (200 ммоль) концентраций NaCl в течение 7 суток приводит к замедлению роста их корней и побегов. Сделан вывод о том, что об устойчивости к NaCl можно судить уже на ранних фазах развития растений [9].

Огурец очень чувствителен к солевому стрессу, а избыточное содержание солей в почвах отрицательно сказывается на росте и развитии растений, и представляет серьезную угрозу промышленному производству [10]. Урожайность сельскохозяйственных культур в условиях засоления можно повысить,увеличив их генетическую устойчивость к соли [11,12]. В настоящее время широко применяется метод оценки солеустойчивости селекционного материала по прорастанию семян в солевых растворах. В качестве показателей устойчивости принимают: снижение энергии прорастания (по В.А. Бурыгину) и процента всхожести (по А.К. Селаври, В.А. Ранцан), индекс солеустойчивости (по В.В. Громовой] и средний балл (индекс солевого повреждения) (Liu D. и др.). Основным показателем устойчивости в данном случае является процент проросших семян в условиях засоления по сравнению с водным контролем [13].

Исследования, направленные на изучение ростовых процессов семян (прорастания) огурца в водных солевых растворах, являются актуальными. Выбор оптимального водного солевого раствора для оценки образцов огурца представляет собой одну из задач для разработки методики оценки на солеустойчивость, необходимой для селекционеров [14].

Условия,материалы и методы исследований

Исследования проведены в лаборатории сектора селекции и семеноводства пасленовых и тыквенных культур ВНИИО – филиал ФГБНУ ФНЦО и ООО «Агрофирма Поиск» (РФ, Московская область, Раменский район, д. Верея) в период с 2022 по 2025 год. В качестве объекта исследования использовали семена и проростки огурца, которые подвергали стрессовому воздействию – засолению. Материалом исследований служили четыре образца огурца партенокарпического типа: Л.163со, Л.71-55, F 1 Прагматик, F 1 Калигула. Предварительно семена огурца продезинфицировали в растворе гипохлорита натрия в концентрации 1% при экспозиции 15 минут. Затем их в количестве 10 штук в четырехкратной повторности поместили в стерильные чашки Петри на фильтровальную бумагу, смоченную растворами: хлорида натрия (NaCl), сульфата натрия (Na2SO4) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) в разных концентрациях (50, 100, 150, 200, 250 и 300 ммоль/л). Затем чашки Петри выдерживали в термостате при температуре 22 – 24^oС, в течение семи суток. В контроле семена проращивали на фильтровальной бумаге, смоченной дистиллированной водой. Оценку проводили по следующим признакам: энергия прорастания семян, всхожесть семян и длина корешка проростков огурца, согласно методическим указаниям [15, 16, 17].

Результаты исследования и их обсуждение

Влияние водных солевых растворов на длину корешка проростков огурца проводили на четырех образцах.Оценка влияния водных солевых растворов: хлорида натрия (NaCl), сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) в разных концентрациях (50, 100, 150, 200, 250 и 300 ммоль/л) и контроля (H 2 Oдист.) на длину корешка проростков огурца пока-зала,что длина корешка в опыте с раствором хлорида натрия (N aCl) в среднем была на уровне 0,14 см и варьировала от 0 до 0,43 см при контроле (H 2 Oдист.) 0,76 см и НСР 05 = 0,27 см (рис. 1). Длина корешка в опыте с раствором сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) в среднем была 0,05 см и варьировала от 0 до 0,26 см при контроле (H 2 Oдист.) 0,80 см и НСР 05 =0,26 см (рис. 2). Длина корешка в опыте с раствором гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) в среднем была 0,07 см и варьировала от 0 до 0,28 см при контроле 0,74 см иНСР 05 =0,25 см (рис. 3). На рисунке 4 четко визуализируется схожее влияние растворов сульфата натрия (N a 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) на длину корешка проростков огурца. При этом концентрация водного солевого раствора 200 ммоль/л была предельной для прорастания семян огурца независимо от вида водного солевого раствора.

Таблица 2. Корреляционная зависимость между видами водных солевых растворов хлорида натрия (NaCl), сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) и длиной корешка проростков огурца

Table 2. Correlation between types of aqueous salt solutions of sodium chloride (NaCl), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) and sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) and the length of the cucumber seedling root

Вид водного солевого раствора

NaCl

Na 2 SO 4

NaHCO 3

NaCl            1,00

Na2SO4 0,93 1,00 NaHCO3 0,95 1,00 1,00 огурца от концентрации водного солевого раствора, так как фактическое значение Фишера (63,97) больше критического (3,00) и отсутствие влияния вида водного солевого раствора на длину корешка проростков огурца, фактическое значение Фишера (3,10) меньше критического (3,89) (табл. 3). Таким образом, вид водного солевого раствора не имеет существенного значения для оценки солеустойчивости растений огурца (табл. 3).

Таблица 1. Влияние растворов хлорида натрия (NaCl), сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) на длину корешка проростков огурца

Table 1. Effect of sodium chloride (NaCl), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) and sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) solutions on the root length of cucumber seedlings

Вариант	Концентрация водного солевого раствора, ммоль/л	Длина корешка проростков огурца, см
		NaCl	Na 2 SO 4	NaHCO 3
1	H 2 Oдист. (контроль)	0,76	0,80	0,74
2	50	0,43	0,26	0,28
3	100	0,33	0,06	0,09
4	150	0,10	0,00	0,02
5	200	0,00	0,00	0,00
6	250	0,00	0,00	0,00
7	300	0,00	0,00	0,00
	Среднее	0,23	0,16	0,16
	НСР 05	0,27	0,26	0,25

Таблица 3. Двухфакторный дисперсионный анализ для оценки влияния видов солевых растворов и концентрации на длину корешка проростков огурца

Table 3. Two-way analysis of variance to assess the effect of salt solution types and concentrations on the root length of cucumber seedlings

Корреляционная зависимость была рассчитана на основе следующих признаков: «концентрация водного солевого раствора, ммоль/л» и «длина корешка проростка огурца, см» (табл. 2). Изучение корреляционной зависимости позволило установить устойчивые прямые положительные взаимосвязи между влиянием на длину корешка проростков огурца растворов сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и хлорида натрия (NaCl) (r=0,93); растворами гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) и хлорида натрия (N aCl) (r=0,95); растворами гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 ) и сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) (r=1,00). Следовательно,эти солевые растворы оказывают равнозначно губительное влияние на прорастание семян огурца, и для определения длины корешка проростков можно использовать любой из них.

В результате дисперсионного анализа определено наличие существенной зависимости длины корешка проростков

Рис. 4. Длина корешка проростков огурца в зависимости от концентраций растворов хлорида натрия (NaCl) сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (NaHCO 3 )

Fig. 4. Root length of cucumber seedlings as a function of sodium chloride (NaCl), sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), and sodium hydrocarbonate (NaHCO 3 ) concentrations

Выводы

1.Определено влияние разных видов водных солевых растворов на длину корешка проростков огурца. Установлено, что концентрация 200ммоль/л независимо от вида водного солевого раствора негативно воздействует на прорастание семян,приводит к гибели проростков огурца и является оптимальной концентрацией для определения солеустойчивости растений огурца.

2.Выявлено равнозначное проявление воздействия на прорастание семян огурца растворов хлорида натрия (NaCl), сульфата натрия (Na 2 SO 4 ) и гидрокарбоната натрия (Na H CO 3 ). Таким образом, использование только одного вида водного солевого раствора из вышеперечисленных позволяет достоверно провести оценку солеустойчивости растений огурца.

Ростов-на-Дону: Феникс. 2014. 165 с.

• • References

  • 1 .Statsenko A.P.,Blinokhvatov A.A.Assessmentof Salt Resistance of Field Crops / Innovative Technique and Technology. 2019;(2):34-37.(In Russ.) https://elibrary.ru/qiypbt

  • 2 .Li H.,Zhao, Q.Y.,Huang H. Current states and challenges of salt-affected soil remediation by cyanobacteria. Sci. Total Environ 2019;(669):258-272.

• 3 .Val’kov, V.F. Salinization/Val’kov V. F.,Kazeev K. sh., Kolesnikov S.I.// Rostov-on-don.: Phoenix.2014. 165 p.(In Russ.)

• 4 .https://ru.ruwiki.ru/wiki/ Saline soils

• 5 .Chistyakova L.A., Egorova A.A., Baklanova O.V., Khovrin A.N. Selection of the optimal concentration of sodium chloride (NaCl) solution

  for rapid assessmentof cucumber( Cucumis sativus L.) for salinity resistance. Potato and vegetables. 2025;(5):55-60. (In Russ.)

• 6 .Study and selection of salt-tolerant crops for cultivation on saline soils. A practical guide for farmers published by the Food and Agriculture Organization of the United Nations and the Public Foundation “Center for Training, Consultation, and Innovation” Bishkek. 2018.19 p.(In Russ.) 7.https://rostinka.ru/2023/04/13/growing-vegetable-crops-on-saline-soils 8. https://www.activestudy.info/sposoby-poseva-semyan-na-zasolennyx-pochvax/

• 9 .Taskina K.B.,Kaznina N.M., Titov A.F.Effect of Chloride Salinity on Barley Seedlings Agrohimia. 2023;(5):70-76. (In Russ.)

• 11 .Karan R., SubudhiP.K. A stress inducible SUMO conjugating enzyme gene (SaSce9) from a grass halophyte Spartina alterniflora enhances salinity and drought stress tolerance in Arabidopsis. BMC PlantBiol. 2012;(12):187.

• 12 .Mohammad I.A.-D. Salt Tolerance of Some Tomato ( Solanum lycov-ersicum L.) Cultivars for Salinity underControlled Conditions. American Journal of Plant Physiology. 2018;(13): 58-64.

• 13 .Diagnostics of plant resistance to stress effects: Methodological recommendations. Ed. Udovenko G.V. Leningrad. 1988. 228 p. (In Russ.) 14.Egorova A.A.,Chistyakova L.A.,Khovrin A.N. Rapid assessmentof Cucumis sativus L. forresistance to salinity. Abstracts of reports of the international scientifi c conference “Problems of breeding –2022”. Moscow.2022. P. 133. (In Russ.) https://elibrary.ru/bwkevy

• 15 .Determination of salt tolerance of vegetable crops by seed germination in saline solutions: (Methodologicalguidelines). Compiled by V.N. Sinelnikova et al. 15 p.(In Russ.)

• 16 .Methods of assessing plantresistance to adverse environmentalcon-ditions. Edited by Udovenko G.V.Leningrad,1970. 74 p.(In Russ.) 17.Methods of diagnosing plantresistance (drought,heat, salt, and frost resistance).Edited by Udovenko G.V. Leningrad, 1970.74 p. (In Russ.)

D.,Dong S., Bo K.,Miao H., Li C., Zhang Y.,Zhang S., Gu X. Identification of QTLs Controlling SaltTolerance in Cucumber (Cucumis sativus L.) 2021;(10):85.

Об авторах:

Lyubov A. Chistyakova – Cand. Sci. (Biology),

Senior Researcher of Breeding of Cucurbitaceous Crops Laboratory, ,

SPIN-code: 6517-9290,

Anna A. Egorova – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher of Breeding of Cucurbitaceous Crops Laboratory, ,

Olga V. Baklanova – Cand. Sci. (Agriculture),

Leading Researcher of Breeding of Cucurbitaceous Crops Laboratory, ,

Aleksander N. Khovrin – Cand. Sci. (Agriculture),

Associate Professor, Head of Department of Breeding and Seed Growing Head of Department of Breeding and Primary Seed Production, ,

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №2 2026

[ 83 ]

Vegetable crops of Russia №2 2026 ISSN 2072-9146 (Print)