Влияние почвенного состава на рост и развитие растений базилика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследуется развитие растений базилика Ocimum basilicum L. в зависимости от состава почвенной смеси при выращивании с помощью светодиодного излучения в закрытых условиях. Изучалось влияние на растения комбинаций удобрений Кристалон и Цион с песком. Показано, что использование комплексного удобрения Кристалон приводит к наибольшим значениям морфометрических параметров растений базилика. Выращенные с его помощью растения имели значения массы надземной части растений в 45 раз большие, чем контрольные. Применение удобрения Цион привело к увеличению этого параметра относительно контроля в 11 раз. Добавление в смеси песка способствовало снижению массы надземной части растений базилика, выращенных в почвенной смеси с Кристалоном, на 15%, Ционом – на 37%, а в почвенной смеси без добавок – на 7%. Использование удобрения Кристалон позволило вырастить растения базилика, имеющие на 35-й день массу надземной части, равную 14 г, что сравнимо с результатами, получаемыми при помощи беспочвенных методов. Данный результат показывает перспективность использования удобрения Кристалон для выращивания данной культуры в короткие сроки в почве, сохраняя все преимущества данного метода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Юрий Николаевич Кульчин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kulchin@iacp.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-8750-4775

академик РАН, доктор физико-математических наук

Россия, Владивосток

Сергей Олегович Кожанов

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: kozhanov_57@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2629-3521

младший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Александр Сергеевич Холин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: a_kholin@dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-9751-5136

научный сотрудник

Россия, Владивосток

Евгений Петрович Субботин

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: s.e.p@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-8658-3504

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, Владивосток

Наталья Ивановна Субботина

Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Email: sale789@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0945-3877

младший научный сотрудник

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Bridgewood L. Hydroponics: Soilless gardening explained. Marlborough, UK: Crowood Press, 2003. 141 p.
  2. Fussy A., Papenbrock J. An overview of soil and soilless cultivation techniques – chances, challenges and the neglected question of sustainability // Plants. 2022. Vol. 11, N9. P. 1153. https://doi.org/10.3390/plants11091153.
  3. Geilfus C.M. Controlled environment horticulture. Improving Quality of Vegetables and Medicinal Plants. Cham, Switzerland: Springer, 2019. P. 1–233. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23197-2.
  4. Khan F.A. A review on hydroponic greenhouse cultivation for sustainable agriculture // International Journal of Agriculture Environment and Food Sciences. 2018. Vol. 2, N2. P. 59–66. https://doi.org/10.31015/jaefs.18010.
  5. Sgherri C., Cecconami S., Pinzino C., Navari-Izzo F., Izzo R. Levels of antioxidants and nutraceuticals in basil grown in hydroponics and soil // Food Chemistry. 2010. Vol. 123, N2. P. 416–422. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.04.058.
  6. Maurer D., Sadeh A., Chalupowicz D., Barel S., Shimshoni J.A., Kenigsbuch D. Hydroponic versus soil‐based cultivation of sweet basil: impact on plants’ susceptibility to downy mildew and heat stress, storability and total antioxidant capacity // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2023. Vol. 103, N15. P. 7809–7815. https://doi.org/10.1002/jsfa.12860.
  7. Fontana E., Nicola S. Traditional and soilless culture systems to produce corn salad (Valerianella olitoria L.) and rocket (Eruca sativa Mill.) with low nitrate content // J. Food Agric. Environ. 2009. Vol. 7, N2. P. 405–410.
  8. Buitrago-Villanueva I., Barbosa-Cornelio R., Coy-Barrera E. Influence of the Culture System and Harvest Time on the Specialized Metabolite Composition of Rocket Salad (Eruca sativa) Leaves // Horticulturae. 2023. Vol. 9, N2. P. 235. https://doi.org/10.3390/horticulturae9020235.
  9. Tavakkoli E., Rengasamy P., McDonald G.K. The response of barley to salinity stress differs between hydroponic and soil systems // Functional Plant Biology. 2010. Vol. 37, N7. P. 621–633. https://doi.org/10.1071/FP09202.
  10. Makri O., Kintzios S. Ocimum sp. (basil): botany, cultivation, pharmaceutical properties, and biotechnology // J. Herbs, Spices Med. Plants. 2008. Vol. 13, N3. P. 123–150. https://doi.org/10.1300/J044v13n03_10.
  11. Голубкина Н.А., Маланкина Е.Л., Соловьёва А.Д., Кошелева О.В., Кривенков Л.В., Добруцкая Е.Г. Аккумулирование селена базиликом огородным (Ocimum basilicum L.) // Овощи России. 2014. Т. 1, № 22. С. 42–47.
  12. Dou H., Niu G., Gu M., Masabni J.G. Responses of sweet basil to different daily light integrals in photosynthesis, morphology, yield, and nutritional quality // HortScience. 2018. Vol. 53, N4. P. 496–503. https://doi.org/10.21273/HORTSCI12785-17.
  13. Beaman A.R., Gladon R.J., Schrader J.A. Sweet basil requires an irradiance of 500 μ mol· m-2· s-1 for greatest edible biomass production // HortScience. 2009. Vol. 44, N1. P. 64–67. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.44.1.64.
  14. Sipos L., Balázs L., Székely G., Jung A., Sárosi S., Radácsi P., Csambalik L. Optimization of basil (Ocimum basilicum L.) production in LED light environments. A review // Scientia Horticulturae. 2021. Vol. 289. P. 110486. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110486.
  15. Barbi S., Barbieri F., Bertacchini A., Barbieri L., Montorsi M. Effects of different LED light recipes and NPK fertilizers on basil cultivation for automated and integrated horticulture methods //Applied Sciences. 2021. Vol. 11, N6. P. 2497. https://doi.org/10.3390/app11062497.
  16. Aghaye Noroozlo Y., Souri M.K., Delshad M. Effects of soil application of amino acids, ammonium, and nitrate on nutrient accumulation and growth characteristics of sweet basil // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2019. Vol. 50, N22. P. 2864–2872. https://doi.org/10.1080/00103624.2019.1689249.
  17. Jabborova D., Ma H., Bellingrath-Kimura S.D., Wirthn S. Impacts of biochar on basil (Ocimum basilicum) growth, root morphological traits, plant biochemical and physiological properties and soil enzymatic activities // Scientia Horticulturae. 2021. Vol. 290. P. 110518. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110518.
  18. Sabra M., Aboulnasr A., Franken P., Perreca E., Wright L.P., Camehl I. Beneficial root endophytic fungi increase growth and quality parameters of sweet basil in heavy metal contaminated soil // Frontiers in Plant Science. 2018. Vol. 9. P. 1726. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01726.
  19. Chomczyńska M., Zdeb M. The effect of Z-ion Zeolite substrate on growth of Zea mays L. as energy crop growing on marginal soil // Journal of Ecological Engineering. 2019. Vol. 20, N9. P. 253–260. https://doi.org/10.12911/22998993/112482.
  20. Косандрович С.Ю., Ионова О.В., Солдатов В.С. Композитные ионитные субстраты на основе полимерного ионита и природного клиноптилолита // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2017. № 4. С. 7–14.
  21. Chomczyńska M., Soldatov V., Wasąg H., Turski M. Effect of ion exchange substrate on grass root development and cohesion of sandy soil // Int. Agrophys. 2016. Vol. 30, N3. P. 293–300. https://doi.org/10.1515/intag-2015-0095.
  22. Soldatov V., Pawlowski L., Szymanska M., Chomczyńska M., Matusevich V., Wasag H., Machon A., Kowalik H., Kobusinski P. Application of ion exchange substrates Biona for fertilization of depleted soils and bare sand // Ecological Engineering. 2001. Vol. 18, N2. P. 227–232. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(01)00070-2.
  23. Мамиев Д.М., Кумсиев Э.И., Шалыгина А.А. Эффективность биопрепарата Экстрасол и микроудобрения Кристалон на посевах кукурузы // Горное сельское хозяйство. 2016. № 1. С. 102–108.
  24. Мамиев Д.М., Доева Л.Ю., Мисик Н.А., Тедеева А.А., Шалыгина А.А. Применение биопрепарата Экстрасол и микроудобрения Кристалон на посевах кукурузы // Земледелие. 2011. № 2. С. 29–31.
  25. Галимов В.Р., Глаз Н.В., Уфимцева Л.В. Развитие саженцев вишни в зависимости от минеральных подкормок и подвойных комбинаций // Главный агроном. 2019. № 3.
  26. Kulchin Y.N., Bulgakov V.P., Subbotin E.P., Kholin A.S., Subbotina N.I. Monochromatic LEDs Effect on Rocket (Eruca sativa Mill.) Morphogenesis and Productivity // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. Vol. 86. P. S114–S118. https://doi.org/10.3103/S1062873822700502.
  27. Shipley B., Vu T.-T. Dry matter content as a measure of dry matter concentration in plants and their parts // New Phytologist. 2002. Vol. 153. P. 359–364. https://doi.org/10.1046/j.0028-646X.2001.00320.x.
  28. Maeda K., Ahn D.-H. Estimation of Dry Matter Production and Yield Prediction in Greenhouse Cucumber without Destructive Measurements // Agriculture. 2021. Vol. 11. P. 1186. https://doi.org/10.3390/agriculture11121186.
  29. Abbasvand E., Hassannejad S., Zehtab-Salmasi S., Alizadeh-Salteh S. Physiological and biochemical responses of basil to some allelopathic plant residues and dodder infestation // Acta Physiologiae Plantarum. 2020. Vol. 42. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s11738-019-2990-y.
  30. Ghazijahani N., Hadavi E., Jeong B.R. Foliar sprays of citric acid and salicylic acid alter the pattern of root acquisition of some minerals in sweet basil (Ocimum basilicum L.) // Frontiers in Plant Science. 2014. Vol. 5. P. 573. https://doi.org/10.3389/fpls.2014.00573.
  31. Roosta H.R., Sajjadinia A.R. Studying the effect of cold stress on green basil, violet basil, tomato and lettuce using chlorophyll fluorescence technique // Environmental Stresses in Crop Sciences. 2010. Vol. 3, N1. P. 1–8.
  32. Stetsenko L.A., Pashkovsky P.P., Voloshin R.A., Kreslavski V.D., Kuznetsov V.V., Allakhverdiev S.I. Role of anthocyanin and carotenoids in the adaptation of the photosynthetic apparatus of purple-and green-leaved cultivars of sweet basil (Ocimum basilicum) to high-intensity light // Photosynthetica. 2020. Vol. 58, N4. P. 890–901. doi: 10.32615/ps.2020.048.
  33. Piovene C., Orsini F., Bosi S., Sanoubar R., Bregola V., Dinelli G., Gianquinto G. Optimal red: blue ratio in led lighting for nutraceutical indoor horticulture // Scientia Horticulturae. 2015. Vol. 193. P. 202–208. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.07.015.
  34. Pasch J., Appelbaum S., Palm H.W., Knaus U. Growth of basil (Ocimum basilicum) in aeroponics, DRF, and raft systems with effluents of African catfish (Clarias gariepinus) in decoupled aquaponics (ss) // AgriEngineering. 2021. Vol. 3, N3. P. 559–574. https://doi.org/10.3390/agriengineering3030036.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Растения базилика на 35-й день

Скачать (197KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Значения площади (a) и количества листьев (b), высоты (c) и диаметра стебля (d) растений базилика. Представлены средние значения ± стандартная ошибка среднего. Буквами обозначены статистически значимые различия между значениями (p < 0,05)

Скачать (187KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Значения сырой (a) и сухой (b) массы надземной части и сырой (c) и сухой (d) массы корней растений базилика. Представлены средние значения ± стандартная ошибка среднего. Буквами обозначены статистически значимые различия между значениями (p < 0,05)

Скачать (176KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Значения параметров влажности (a), продуктивности (b), сухого вещества (c) и показателя Fv / Fm (d) растений базилика. Представлены средние значения ± стандартная ошибка среднего. Буквами обозначены статистически значимые различия между значениями (p < 0,05)

Скачать (214KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025