Статьи 2024 г.
1 Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН
Aкадемгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Российская Федерация
2 Федеральный исследовательский центр Красноярский научный центр СО РАН
Aкадемгородок, 50, Красноярск, 660036 Российская Федерация
3 Опытное производственное хозяйство (ОПХ) «Курагинское» – филиал ФИЦ КНЦ СО РАН
ул. Партизанская, 8, раб. пос. Курагино, Курагинский р-н, Красноярский край, 662911
4 Красноярский государственный аграрный университет
пр. Мира, 90, Красноярск, 660049 Российская Федерация
E-mail: k26tony@ya.ru, shabanova.ksenia@mail.ru, vagnervladimirviktorovich@mail.ru,
volochaev91@mail.ru, vi-nikitina@mail.ru, davcbetik@mail.ru, shefer.ad@ksc.krasn.ru,
Реферат
УДК: 535.3
Буханов Е. Р.1, 2, Афанасова К. А.2, Вагнер В. В.3, Волочаев М. Н.1, Никитина В. И.4, Пятина С. А.2, Шефер А. Д.2, Шабанов В. Ф.1, 2 Влияние внекорневых подкормок на структурные и оптические свойства пшеницы // Сибирский лесной журнал. 2024. № 4. С. 107–115.
DOI: 10.15372/SJFS20240410
EDN: …
© Буханов Е. Р., Афанасова К. А., Вагнер В. В., Волочаев М. Н., Никитина В. И., Пятина С. А., Шефер А. Д., Шабанов В. Ф., 2024
Растения в процессе жизненного цикла получают питательные вещества из почвы и удобрений, поглощающихся корнями растений. Высшие растения обладают дополнительным способом поглощения питательных веществ при опрыскивании их листьев раствором определенной концентрации. Количество удобрений, вносимых в почву, определяется на основе анализа ее состава. Для внекорневой подкормки такого жёсткого критерия нет, поскольку свойства листьев зависят не только от вида растений, но и от условий, в которых они произрастали. В настоящей работе впервые предложен способ оптимальных концентраций внекорневых подкормок исходя из строения и оптических свойств листа растения. В ОПХ «Курагинское» в 2023 г. был заложен полевой опыт по внекорневой подкормке сорта яровой мягкой пшеницы Новосибирская 31. Изучали 4 варианта: 1) контроль; 2) одна подкормка в фазу кущения; 3) две подкормки: в фазу кущения и выхода трубку; 4) три подкормки: фаза кущения, выхода трубку, начало колошения. На основе ряда электронных микрофотографий была проведена оценка стандартного отклонения размеров тилакоидов в качестве установления меры упорядочения. На основе моделей одномерных фотонных кристаллов были рассчитаны графики плотности фотонных состояний. Из анализа полученных флуоресцентных спектров флаговых листьев видны изменения в интенсивности и ширинах линий спектра. При сравнении контуров пика, соответствующего фотосистеме (ФС) II, наблюдается различие полуширин, что в свою очередь свидетельствует о более активной перекачке энергии в случае с подкормками. По приведенным в работе методам был рассчитан близкий к единице коэффициент корреляции, что свидетельствует о высокой связи данных параметров. По итогам работы было установлено, что основным механизмом увеличения урожайности при внесении подкормок является более эффективный перенос энергии из ФС 2 в ФС 1.
Текст статьи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Буханов Е. Р., Коршунов М. А., Шабанов А. В. Оптические процессы в фотосинтезе // Сиб. лесн. журн. 2018. № 5. С. 19–32 [Bukhanov E. R., Korshunov M. A., Shabanov A. V. Optical processes in photosynthesis // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2018. N. 5. P. 19–32 (in Russian with English abstract)].
Буханов Е. Р., Шефер А. Д., Шабанов А. В., Гуревич Ю. Л., Крахалёв М. Н. Строение, оптические и спектральные характеристики эпикутикулярного воска хвои ели голубой // Сиб. лесн. журн. 2024. № 1. С. 97–106 [Bukhanov E. R., Shefer A. D., Shabanov A. V., Gurevich Yu. L., Krakhalev M. N. Stroenie, opticheskie i spektral’nye kharakteristiki epikutikulyarnogo voska khvoi eli goluboy (Structure, optical and spectral characteristics of epicuticular wax of blue spruce needles) // Sib. lesn. zhurn. (Sib. J. For. Sci.). 2024. N. 1. P. 97–106 (in Russian with English abstract and references)].
Давыдов А. С. Квантовая механика: учеб. пособ. Изд. 2-е испр. и перераб. М.: Наука, 1973. 703 с. [Davydov A. S. Kvantovaya mekhanika: ucheb. posob. Izd. 2-e, ispr. i pererab. (Quantum mechanics: tutorial. 2nd ed., revised and updated). Moscow: Nauka (Science), 1973. 703 p. (in Russian)].
Егоров В. С., Дзержинская А. А. Фолиарное применение удобрений и мехiнизм их поступления в растения // Пробл. агрохим. и экол. 2015. № 2. С. 51–57 [Egorov V. S., Dzerzhinskaya A. A. Foliarnoe primenenie udobreniy i mekhanizm ikh postupleniya v rasteniya (Foliar application of fertilizers and factors affecting their penetration into the leaf) // Probl. agrokhim. i ekol. (Probl. Agrochem. Ecol.). 2015. N. 2. P. 51–57 (in Russian with English abstract)].
Коршунов М. А., Шабанов А. В., Буханов Е. Р., Шабанов В. Ф. Влияние длиннопериодической упорядоченности в структуре растений на первичные стадии фотосинтеза // ДАН. 2018. Т. 478. № 3. С. 280–283 [Korshunov M. A., Shabanov A. V., Bukhanov E. R., Shabanov V. F. Vliyanie dlinnoperiodicheskoy uporyadochennosti v strukture rasteniy na pervichnye stadii fotosinteza (Effect of long-period ordering of the structure of a plant on the initial stages of photosynthesis) // DAN (Dokl. Phys.). 2018. V. 478. N. 1. P. 280–283 (in Russian with English abstract)].
Стасик О. О., Киризий Д. А., Прядкина Г. А. Фотосинтез и проблемы повышения продуктивности растений // Физиол. раст. и генет. 2013. Т. 45. № 6. С. 501–515 [Stasik O. O., Kiriziy D. A., Pryadkina G. A. Fotosintez i problemy povysheniya produktivnosti rasteniy (Photosynthesis and problems of increasing plant productivity) // Fiziol. rast. i genet. (Plant Physiol. Genet.). 2013. V. 45. N. 6. P. 501–515 (in Russian with English abstract)].
Тихонов А. Н. Трансформация энергии в хлоропластах – энергопреобразующих органеллах растительной клетки // Сорос. образов. журн. 1996. №. 4. С. 24–32 [Tikhonov A. N. Transformatsiya energii v khloroplastakh – energopreobrazuyushchikh organellakh rastitel’noy kletki (Transformation of energy in chloroplasts – energy-transforming organelles of a plant cell) // Soros. obrazov. zhurn. (Soros Educat. J.). 1996. N. 4. P. 24–32 (in Russian with English abstract)].
Шабанов А. В., Коршунов М. А., Буханов Е. Р. Особенности усиления электромагнитного поля и увеличение плотности фотонных состояний в растительных фотонно-кристаллических структурах // Комп. опт. 2019. Т. 43. № 2. С. 231–237 [Shabanov A. V., Korshunov M. A., Bukhanov E. R. Osobennosti usileniya elektromagnitnogo polya i uvelichenie plotnosti fotonnykh sostoyaniy v rastitel’nykh fotonno-kristallicheskikh strukturakh (Features of the amplification of the electromagnetic field and the density of states of photonic crystal structures in plants) // Komp. opt. (Comp. Optics). 2019. V. 43. N. 2. P. 231–237 (in Russian with English abstract and references)].
Шабанова К. А., Логинов Ю. Ю., Буханов Е. Р., Волочаев М. Н., Пятина С. А. Влияние структуры хлоропластов на плотность фотонных состояний и эффективность преобразования солнечной энергии // Сиб. аэрокосм. журн. 2021. Т. 22. №. 4. С. 708–717 [Shabanova K. A., Loginov Yu. Yu., Bukhanov E. R., Volochaev M. N., Pyatina S. A. Vliyanie struktury khloroplastov na plotnost’ fotonnykh sostoyaniy i effektivnost’ preobrazovaniya solnechnoy energii (The chloroplast structure influence on photon states density and efficiency of solar energy conversion) // Sib. aerokosm. zhurn. (Sib. Aerospace J.). 2021. V. 22. N. 4. P. 708–717 (in Russian with English abstract and references)].
Aguanno G. D., Mottiucci N., Scolora M., Bloemer M. J., Zheltikov A. M. Density of modes and tunneling times in finite one-dimensional photonic crystals: a comprehensive analysis // Phys. Rev. 2004. V. 70. N. 1. Article 016612.
Bukhanov E., Shabanov, A. V., Volochaev M. N., Pyatina, S. A. The role of periodic structures in light harvesting // Plants. 2021. V. 10. Iss. 9. Article 1967. 10 p.
Dekker J. P., Boekema E. J. Supramolecular organization of thylakoid membrane proteins in green plants // Biochim. Biophys. Acta (BBA) – Bioenergetics. 2005. V. 1706. N. 1–2. P. 12–39.
Ehsan S., Javed S., Saleem I., Habib F., Majeed T. Effect of humic acid foliar spraying and nitrogen fertilizers management on wheat yield // Int. J. Agronom. Agr. Res. 2014. V. 4. N. 4. P. 28–33.
Fageria N. K., Filhoa M. P. B., Moreirab A., Guimaresa C. M. Foliar fertilization of crop plants // J. Plant Nutrit. 2009. V. 32. N. 6 P. 1044–1064.
Ferreira K. N., Iverson T. M., Maghlaoui K., Barber J., Iwata S. Architecture of the photosynthetic oxygen-evolving center // Science. 2004. V. 303. Iss. 5665. P. 1831–1838.
Foliar fertilization. Scientific principles and field practices. First ed. / Fernandez V., Sotiropoulos T., Brow P. (Eds.). Paris: JFA, 2013. 140 p.
Garab G. Self-assembly and structural-functional flexibility of oxygenic photosynthetic machineries: personal perspectives // Photosynth Res. 2016. V. 127. Iss. 1. P. 131–150.
Hu Y., Burcus Z., Shimidholter U. Effect of foliar fertilization on the growth and mineral nutrient content of maize seedlings under drought and salinity // Soil Sci. Plant Nutrit. 2008. V. 54. Iss. 1. P. 133–141.
Kamiya N., Shen J. R. Crystal structure of oxygen-evolving photo- system II from Thermosynechococcus vulcanus at 3.7-angstrom resolution // PNAS. 2003. V. 100. Iss. 1. P. 98–103.
Korshunov M. A., Shabanov A. V., Bukhanov E. R., Shabanov V. F. Effect of long-period ordering of the structure of a plant on the initial stages of photosynthesis // Dokl. Phys. 2018. V. 63. N. 1. P. 1–4 (Original Rus. text © M. A. Korshunov, A. V. Shabanov, E. R. Bukhanov, V. F. Shabanov, 2018, publ. in Dokl. Akad. Nauk. 2018. V. 478. N. 3. P. 280–283).
Li M., Mukhopadhyay R., Svoboda V., Oung H. M. O., Mullendore D. L., Kirchhoff H. Measuring the dynamic response of the thylakoid architecture in plant leaves by electron microscopy // Plant Direct. 2020a. V. 4. Iss. 11. Article e00280.
Li F., Zhang L., Ji H., Xu Z., Zhou Y., Yang S. The specific W-boxes of GAPC5 promoter bound by TaWRKY are involved in drought stress response in wheat // Plant Sci. 2020b. V. 296. Article 110460.
Liu Z., Yan H., Wang K., Kuang T., Zhang J., Gui L., An X., Chang W. Crystal structure of spinach light-harvesting complex at 2.72 2 resolution // Nature. 2004. N. 428. P. 287–292.
Melash A. A., Mengistu D. K., Aberra D. A., Tsegay A. The influence of seeding rate and micronutrients foliar application on grain yield and quality traits and micronutrients of durum wheat // J. Cereal Sci. 2019. N. 85. P. 221–227.
Pietraszewska-Bogiel A., Gadella T. W. J. FRET microscopy: from principle to routine technology in cell biology // J. Microscopy. 2011. V. 241. N. 2. P. 111–118.
Shi J., Tian F., Lyu J., Yang M. Nanoparticle based fluorescence resonance energy transfer (FRET) for biosensing applications // J. Mater. Chem. B. 2015. V. 3. N. 35. P. 6989–7005.
Understanding and modeling Förster-type resonance energy transfer / Demir H. V., Hernandez Martinez P. L., Govorov A. (Eds.). Springer Briefs Appl. Sci. Technol. Springer Singapore, 2017. 40 p.
Vigneron J. P., Simonis P. Natural photonic crystals // Phys. B: Condensed Matter. 2012. V. 407. N. 20. P. 4032–4036.
Zaitseva R. I., Komarov N. M., Frid A. S., Anikina L. M., Zhyravleva A. S., Shumanova V. V., Sokolenko N. J., Popova G. G. The effect of soil salinization and pre-sowing seed treatment with silicon-containing micronutrient fertilizer on barley seedlings // IOP Conf. Ser.: The VIII Congr. Dokuchaev Soil Sci. Soc., 19-24 July 2021. Syktyvkar. IQP Publ., 2021. N. 862. Article 012089.
