ОСОБЛИВОСТІ ПРОРОСТАННЯ НАСІННЯ КІНОА

Ключові слова: кіноа, насіння, схожість, індекси проростання, біопрепарати

Анотація

Насіння, як орган репродукції рослин, відіграє важливу роль у збереженні та відтворенні виду. В аграрному виробництві якість насіння має важливе значення для успіху майбутнього врожаю і залежить від його генетичних, фізіологічних та фізичних характеристик. Отримання якісного насіння є одним із найважливіших етапів у виробництві кіноа і пов’язано з багатьма факторами, серед яких провідні – генетичні аспекти та системи вирощування. Кіноа, через специфічний хімічний склад насіння та особливості будови екзокарпію, втрачає свій потенціал проростання за короткий проміжок часу при зберіганні в неконтрольованих умовах навколишнього середовища. Для підвищення якісних показників насіння, його здатності до проростання застосовують різноманітні прийоми: намочування, прогрівання, обробку бактеріальними препаратами, сполуками селену та цинку. Мета досліджень полягала у вивченні можливостей передпосівної обробки для підвищення посівних якостей насіння кіноа зі зниженою здатністю до проростання та дослідження особливостей проростання зразків насіння. Дослідження з культурою кіноа проводилися в 2022 році в рамках наукової тематики Сумського НАУ. Дослід включав три варіанти: контроль, Спорофіт, Біонорма Pseudomonas. Спорофіт (фітодоктор) – Сертифікований Органік Стандарт згідно Стандарту з виробництва допоміжних речовин, що можуть використовуватись в органічному сільському господарстві та переробці. Критерієм визначення процесу проростання була поява першого корінця. Кількість пророслого насіння реєстрували щоденно протягом 10 днів. Ідентифікацію проростання проводили візуально або за допомогою бінокулярної лупи для фіксації окремих деталей. Обробку насіння проводили препаратами на основі бактерій родів Bacillus (Спорофіт) та Pseudomonas (Біонорма), визначали не тільки загальний відсоток схожості насіння, але й такі показники як коефіцієнт швидкості проростання(CVG), індекс швидкості проростання (GRI), середній час проростання, (MGT), індекс схожості (GI), індекс сили росту (VI). Виявлено підвищення загальної схожості насіння кіноа на 20–22% та кращі значення всіх індексів при обробці препаратами. Зважаючи на екологічну безпечність компонентів препаратів Спорофіт та Біонорма доцільно їх використовувати не тільки для покращення схожості насіння кіноа, а й створення мікрогрін-продукції.

Посилання

1. Adesemoye, A. O. & Kloepper, J. W. (2009). Plantmicrobes interactions in enhanced fertilizer use efficiency. Appl Microbiol Biotechnol, 85, 1–12. doi: 10.1007/s00253-009-2196-0
2. Arash, М., Reza, Т.А. & Mostafa, О. (2017). Cardinal temperatures for seed germination of three Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) cultivars. Iranian Journal of Field Crop Science, Special Issue, 89–100. doi: 10.22059/ijfcs.2017.206204.654106
3. Ayala, C., Fuentes, F. & Contreras, S. (2020). Dormancy and cardinal temperatures for germination in seed from nine quinoa genotypes cultivated in Chile. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization, 18(3), 143–148. doi:10.1017/S1479262120000209
4. Belmonte, С., Soares de Vasconcelos, Е., Lorenzetti, E., Alexandra da Silva Martinez, Pan, R., & Tauane Santos Brito (2019). Germination of quinoa seeds prevenient from agroecological and conventional crop systems Communications in Plant Sciences, 9, 6–12. doi: 10.26814/cps2019002
5. Bhargava, A., Shukla, S. & Deepak, Ohri (2007). Genetic variability and interrelationship among various morphological and quality traits in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) Field Crops Research,101(1),104–116. doi: 10.1016/j.fcr.2006.10.001
6. Bhuker, A., Mor, V.S., Jakhar, S. S. & Puneeth Raj M. S. (2020). Seed quality testing study in Quinoa (Chenopodium quinoa Wild.). Bhartiya Krishi Anusandhan Patrika, 35, 87–90. doi: 10.18805/BKAP224
7. Bourhim, M. R., Cheto, S., Qaddoury, A., Hirich, A. & Ghoulam, C. (2022). Chemical seed priming with zinc sulfate improves quinoa tolerance to salinity at germination stage. Environ. Sci. Proc., 16, 23. doi: 10.3390/environsciproc2022016023
8. Castellión, M., Matiacevich, S., Buera, M. P. & Maldonado, S. (2010). Protein deterioration and longevity of quinoa seeds during long-term storage. Food Chemistry, 121, 952–958.
9. Ceccato, D., Bertero, D. & Batlla, D. (2011). Environmental control of dormancy in quinoa (Chenopodium quinoa) seeds: two potential genetic resources for pre-harvest sprouting tolerance. Seed Science Research, 21, 133–141. doi:10.1017/S096025851100002X
10. Ceccato, D., Bertero, D., Batlla, D., & Galati, B. (2015). Structural aspects of dormancy in quinoa (Chenopodium quinoa): importance and possible action mechanisms of the seed coat. Seed Science Research, 239(1), 1–9. doi: doi:10.1017/S096025851500015X
11. Gholami, S., Dehaghi, M. A., Rezazadeh, A. & Naji, A. M. (2022). Seed germination and physiological responses of quinoa to selenium priming under drought stress. Bragantia, 81, e0722. doi: 10.1590/1678-4499.20210183
12. Gómez-Ramírez, A., López-Santos, C., & Cantos, M (2017). Surface chemistry and germination improvement of Quinoa seeds subjected to plasma activation. Sci Rep., 7, 5924. doi: 10.1038/s41598-017-06164-5
13. Guardianelli, L. M., Salinas, M. V., Brites, C., & Puppo, M. C. (2022). Germination of white and red quinoa seeds: improvement of nutritional and functional quality of flours. Foods, 11, 3272. doi: 10.3390/foods11203272
14. Gutiérrez-Mañero, F. J., Ramos-Solano, B., Probanza, A., Mehouachi, J. R. Tadeo, F. & Talon, M. (2001). The plant-growth-promoting rhizobacteria Bacillus pumilus and Bacillus licheniformis produce high amounts of physiologically active gibberellins. Physiologia Plantarum, 111, 206–211. doi: 10.1034/j.1399-3054.2001.1110211.x
15. Hajizadeh, Z., Balouchi, H., Salehi, A., Moradi, A. & Rezaei, R. (2022). Evaluation of the effect of bio-priming and seed coating on seed germination and seedling growth indices of Chenopodium Quinoa in cadmium stress. Plant Productions, 45(2), 215–228. doi: 10.22055/ppd.2022.38615.1994
16. Ilchenko, V, Trotsenko, V., Zhatova, H. & Kovalenko, I. (2019). Pre-sowing bacterial treatment and chemical fertilizer application impact on yield capacity and grain quality of hulless (Avena nuda L.) and hulled oats (Avena sativa L.) Journal of Central European Agriculture, 20 (3), 866–875. Access mode: https://jcea.agr.hr/en/issues/article/2 296
17. Kader, M. A. (2005). Comparison of seed germination calculation formulae and the associated interpretation of resulting data. Journal & Proceedings of the Royal Society of New South Wales, 138, 65–75.
18. Kappes, C., Arf, O., Ferreira, J. P., Portugal, J. R., Alcalde, M., Arf, M. V., & Vilela, R. G. (2012). Qualidade fisiológica de sementes e crescimento de plântulas de feijoeiro, em função de aplicações de paraquat em précolheita. Pesquisa Agropecuária Tropical, 42(1), 9–18. doi: 10.1590/S1983-40632012000100002
19. Khan, S., Ullah, A., Ullah, S., Saleem, M. H., Okla, M. K., Al-Hashimi, A., Chen, Y. & Ali, S. (2022). Quantifying temperature and osmotic stress impact on seed germination rate and seedling growth of eruca sativa mill. via hydrothermal time model. Life, 12, 400. doi: 10.3390/life12030400
20. Mahdi, I., Allaoui, A., Fahsi, N. & Biskri, L. (2022). Bacillus velezensis QA2 potentially induced salt stress tolerance and enhanced phosphate uptake in quinoa plants. Microorganisms, 10, 1836. doi: 10.3390/microorganisms-10091836
21. Marcos-Filho, J. (2015). Fisiologia de sementes de plantas cultivadas (2ed.). Abrates: Londrina, PR: Abrates, 659.
22. Nadali, F., Asghari, H. R., & Abbasdokht, H. (2021). Improved quinoa growth, physiological response, and yield by hydropriming under drought stress conditions. Gesunde Pflanzen, 73, 53–66. doi: 10.1007/s10343-020-00527-1
23. Ortuño N., Claros M., Gutiérrez C., Angulo M. & Castillo J. A. (2014). Bacteria associated with the cultivation of quinoa in the Bolivian Altiplano and their biotechnological potential. J. Revista de Agricultura, 53.
24. Panuccio, M. R., Jacobsen, S. E., Akhtar, S. S. & Muscolo, A. (2014). Effect of saline water on seed germination and early seedling growth of the halophyte quinoa. AoB PLANTS, 6, plu047. doi: 10.1093/aobpla/plu047
25. Pitzschke, A. (2016). Developmental peculiarities and seed-borne endophytes in quinoa: omnipresent, robust bacilli contribute to plant fitness. Front. Microbiol. 7,2. doi: 10.3389/fmicb.2016.00002
26. Prashanthisandepogu (2021). Quinoa seed germination and vigor index with bacterization of Pseudomonas aeruginosa Migula. (PGPR). Int. J. Curr. Microbiol. App.Sci., 10 (10), 439–443. doi: 10.20546/ijcmas.2021.1010.052
27. Ranal, M. A. & Denise Garcia de Santana (2006). How and why to measure the germination process? Braz J Bot [Internet]., Braz. J. Bot., 29(1). Available from: doi: 10.1590/S0100-84042006000100002
28. Rodrigues, D. B., Cavalcante, J. A., Almeida, A. S., Nunes, C. A., Serrão, A. F. A., Konzen, L. H., Suñé, A. S., & Tunes, L. V. M. D. (2020). Seed morphobiometry, morphology of germination and emergence of quinoa seeds ‘BRS Piabiru’. Anais Da Academia Brasileira De Ciências, 92 (An. Acad. Bras. Ciênc., 92(1). doi: 10.1590/0001-3765202020181313
29. Romero, G., Heredia, A. & Chaparro-Zambrano, H. N. (2018). Germinative potential in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) seeds stored under cool conditions. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 21(2), 341–350. doi: 10.31910/rudca.v21.n2.2018.1076
30. Santos, E. L., Póla, J. N., Barros, A. S. R., & Prete, C. E. C. (2007). Qualidade fisiológica e composição química das sementes de soja com variação na cor do tegumento. Revista Brasileira de Sementes, 29(1), 20–26.).
31. Sera, B., Stranak, V., Sery, M., Tichy, M. & Spatenka, P. (2008). Germination of Chenopodium album in response to microwave plasma treatment. Plasma Sci. Technol. 10, 506–511. doi: 10.1088/1009-0630/10/4/22
32. Singh, J. S., Pandey, V. C. & Singh, D. P. (2011). Efficient soil microorganisms: A new dimension for sustainable agriculture and environmental development. Agri. Eco. Environ., 140, 339–353. doi: 10.1016/j.agee.2011.01.017
33. Souza, F. F. J., Devilla, I. A., de Souza, R. T. G., Teixeira, I. R. & Spehar, C. R. (2016). Physiological quality of quinoa seeds submitted to different storage conditions. African Journal of Agricultural Research, 11(15), 1299–1308. doi: 10.5897/AJAR2016-10870
34. Spehar, C. R. (2007). Quinoa: alternative para diversificação agrícola e alimentar. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados., 103. Access mode: http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/570429
35. Sturz, A., Christie, B. & Nowak, J. (2000). Bacterial endophytes: potential role in developing sustainable systems of crop production. Critical Reviews in Plant Sciences Prince Edward Island. Canada, 19 (1), 1–30. doi: 10.1080/07352680091139169
36. Salamone, G. I. E , Hynes, R. K. & Nelson, L. M. (2001). Cytokinin production by plant growth promoting rhizobacteria and selected mutants. Canad. J. Microbiol., 47, 404–411. doi: 10.1139/w01-029. PMID: 11400730.
37. Testen, A. L., Magnus, M. C. & Backman Paul A. (2022). Plant-growth-promoting traits of bacillus species associated with quinoa (Chenopodium quinoa) and lambsquarters (Chenopodium album). Plant Health Progress, 23(3), 292–299. doi: 10.1094/PHP-09-21-0121-RS
38. Trotsenko, V. I., Melnyk, A. V. & Trotsenko N. V. (2020). Doslidzhennia bazovykh kharakterystyk nasinnia kinoa. [Studies of the basic characteristics of quinoa seeds.] Bulletin of the Sumy National Agrarian University. Series "Agronomy and biology», 1 (39), 71–77. (in Ukrainian). doi: 10.32845/agrobio.2020.1.9
39. Zrig, A., Saleh, A. M., Sheteiwy, M. S., Hamouda, F., Selim, S., Abdel-Mawgoud, M., Almuhayawi, M. S., Okla, M.K., Abbas, Z. K., Wahidah, H., Al-Qahtani, Yehia R. S. & Abd, E. H. (2022). Melatonin priming as a promising approach to improve biomass accumulation and the nutritional values of Chenopodium quinoa sprouts: A genotype-based study. Scientia Horticulturae, 301, 111088. doi: 10.1016/j.scienta.2022.111088
Опубліковано
2023-04-03
Як цитувати
Троценко, Н. В., & Жатова, Г. О. (2023). ОСОБЛИВОСТІ ПРОРОСТАННЯ НАСІННЯ КІНОА. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія, 50(4), 55-61. https://doi.org/10.32845/agrobio.2022.4.8