Биоудобрение и освещение как факторы, влияющие на рост, развитие и биохимический состав томатов

Проведено комплексное исследование роста и биохимического состава растений томатов сорта Благодатный, выращенного с использованием спор бактерий Bacillus cereus (штамм 96) при непрерывном светодиодном освещении на основе полного спектра фотонов в пропорции B : G : R : FR ~ 17 : 23 : 43 : 17. В качестве контроля использованы растения, выращенные с помощью натриевых ламп высокого давления (HPS) без действия бактериальной культуры. Изучен ряд параметров, отражавших рост растений и качество плодов томатов, – содержание фотосинтетических пигментов, сухих веществ и органических кислот. Показано, что в течение вегетационного периода томаты, выращиваемые под светодиодным освещением, отличались большей длиной побега по сравнению с растениями в натриевом варианте. Действие бактерий проявилось при созревании плодов с достоверно значимыми различиями как при натриевом, так и при светодиодном освещениях. Влияние сухих веществ под действием бактерий на растения, выращенные с использованием натриевого освещения, не отличалось от контрольного варианта. Наблюдаемые различия стали более выраженными и достоверно значимыми у растений при светодиодном освещении. Применение бактериальной культуры B. cereus способствовало увеличению концентрации хлорофиллов а, b и каротиноидов по сравнению с контролем. При оценке действия разных типов светового освещения и использования бактерий B. cereus на накопление органических кислот в плодах установлено, что светодиодное освещение оказывало лучшее воздействие на синтез органических кислот. Растения томатов, обработанные B. cereus, отличались формированием плодов с большим содержанием янтарной, яблочной и лимонной кислот с натриевым типом освещения. При анализе плодов томатов, выращенных под светодиодным освещением, отмечено изменение в накоплении только янтарной кислоты. Использование разных источников освещения и биоудобрений вызвало изменения в развитии растений томатов в условиях климатических камер.

1. Журавлева Л.А. Сити-фермерство как перспективное направление развития агропроизводства // Научная жизнь. 2020. Т. 15. № 4 (104). С. 492–503.

2. Zhang X., Bian Z., Yuan X., Chen X., Lu C.A. Review on the Effects of Light-Emitting Diode (LED) Light on the Nutrients of Sprouts and Microgreens. // Trends Food in Food Science & Technology. 2020. Vol. 99. P. 203–216. DOI: 10.1016/j.tifs.2020.02.031.

3. Santin M., Ranieri A., Castagna A. Anything New under the Sun? An Update on Modulation of Bioactive Compounds by Different Wavelengths in Agricultural Plants // Plants. 2021. Vol. 10. P. 1485. DOI: 10.3390/plants10071485.

4. Xu Y. Nature and source of light for plant factory. In Plant Factory Using Artificial Light // The Netherlands. Elsevier: Amsterdam. 2019. P. 47–69.

5. Kozai T., Niu G., Takagaki M. Plant Factory: An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Production. Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2019.

6. Meng Q., Boldt J., Runkle E.S. Blue Radiation Interacts with Green Radiation to Influence Growth and Predominantly Controls Quality Attributes of Lettuce // Journal of the American Society for Horticultural Science. 2020. Vol. 145. N 2. P. 75–87. DOI: 10.21273/JASHS04759-19.

7. Abd-Elkader D.Y., Hassan S.M. Influence of different fertilization and harvest time on growth, head characters and nutrition quality of endive under sandy soil // American Journal of Plant Physiology. 2016. Vol. 11. P. 23–32.

8. Knyazeva I.V., Vershinina O.V., Gudimo V.V., Grishin A.A., Dorokhov A.S. The effect of succinic acid on the productivity of Lactuca sativa L. in artificial agroecosystems // Agronomy Research. 2021. Vol. 19. N 2. P. 496–506. DOI: org/10.15159/AR.21.092.

9. Knyazeva I.V., Dorokhov A.S., Vershinina O.V., Myachikova N.I., Grishin A.А., Gudimo V.В., Georgescu C. The effect of amber acid on the productivity and chemical composition of tomatoes grown in a climatic chamber // Scientific Study & Research Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2021. Vol. 22. N 3. P. 311–319.

10. Khan M.A., Asaf S., Khan A.L. Thermotolerance effect of plant growth-promoting Bacillus cereus SA1 on soybean during heat stress // BMC Microbiol 20. 2020. Vol. 175. DOI: 10.1186/s12866-020-01822-7.

11. Ahmed M.Ali, Mahrous Y.M. Awad, Sabry A. Hegab, Assem Mohamed Abd El Gawad & Mamdouh A. Eissa. Effect of potassium solubilizing bacteria (Bacillus cereus) on growth and yield of potato // Journal of Plant Nutrition. 2021. Vol. 44 (3). P. 411–420. DOI: 10.1080/01904167.2020.1822399.

12. Alaaeldin A. Helaly, Emad Mady, Emad A. Salem, Timothy O. Randhir Stimulatory effects of growth-promoting bacteria on growth, nutritional composition, and yield of kale plants // Journal of Plant Nutrition. 2022. Vol. 45 (16). P. 2465– 2477. DOI: 10.1080/01904167.2022.2046084.

13. Масленникова Д.Р., Чубукова О.В., Вершинина З.Р., Емелина А.А., Насырова К.Р., Хакимова Л.Р., Михайлова Е.В. Влияние ростостимулирующих бактерий на рост и содержание фотосинтетических пигментов в листьях растений томата // Биомика. 2021. Т. 13. № 3. С. 274–279.

14. Масленникова В.С., Цветкова В.П.1, Петров А.Ф., Пастухова А.В. Влияние бактерий рода Bacillus на рост и продуктивность томата сорта Спок // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2021. № 1 (58). С. 56–63. DOI: 10.31677/20726724-2021-58-1-56-63.

15. Nicole C.C.S., Mooren J., Pereira Terra A.T., Larsen D.H., Woltering E.J., Marcelis L.F.M., Verdonk J., Schouten R., Troost F. Effects of LED lighting recipes on postharvest quality of leafy vegetables grown in a vertical farm // Acta Horticulturae. 2019. 1256. P. 481–488. DOI: 10.17660/ActaHortic.2019.1256.68.