Structural and functional changes in the leaves of black currant seedlings using nanoparticle solutions | Структурно-функциональные изменения листьев саженцев смородины чёрной при использовании растворов наночастиц

English. Black currant (BC) propagation by lignified cuttings to obtain high-quality planting material for one growing season in the forest-steppe zone of the Krasnoyarsk Territory was studied. Three modifications of biogenic ferrihydrite nanoparticles solutions (NS) added with traditional growth hormone were used. The cuttings were soaked in water or treated with indolyl-3-acetic acid (IAA); IAA+ferrihydrite (IAA+Feh); IAA+Co-doped ferrihydrite (IAA+Feh_Co); IAA+ferrihydrite doped with Mn (IAA+Feh_Mn). The study objects were 'Selechenskaya' BC plants. The area of assimilation surface and the leaf pigment compositions were assessed in dynamics. Before planting, black currant cuttings were soaked in nanoparticle solutions (exposure 12 h), then, during the growing season, the leaf surface of rooted cuttings every 14 days were exogenously treated with the same but no IAA NS four times. The results of the leaf pigment concentration determinations and biometric observations during the growing seasons of 2021 and 2022 are presented. It has been established that the maximum concentration of chlorophyll a and b, carotenoids in BC leaves to growing season end was affected by the use of NS of ferrihydrite doped with cobalt and manganese added with IAA. Thus, concentration of chlorophyll a, b increased by 1.3 and 1.6 times, respectively, in the variant with cobalt-doped ferrihydrite nanoparticles compared to the no-treatment variant. The values of the assimilation surface of leaves depended on the climatic parameters of the study year and on the content of photosynthetic pigments in BC leaves. Between leaf blade area and chlorophyll a concentration, a direct relationship was noted (r=0.87), a close relationship: in 2021 between the area of the leaf blade of black currant and the amount of precipitation (r=0.83-0.94), in 2022 between the area of BC leaf blade and air temperature (r=0.85-0.93). The best conditions for leaf assimilation surface formation in 'Selechenskaya' BC are created due to soaking of cuttings and foliar treatment of vegetative plants with ferrihydrite NS doped with cobalt and manganese.

Russian. При размножении смородины чёрной (СЧ) одревесневшими черенками для получения качественного посадочного материала за один вегетационный период в лесостепной зоне Красноярского края использовали растворы наночастиц (РНЧ) биогенного ферригидрита с добавлением традиционного гормона роста в 3 модификациях: контроль (замачивание черенков в воде); обработка индолил-3-уксусной кислотой (ИУК); ИУК+ферригидрит (ИУК+Feh); ИУК+ферригидрит, допированный Со (ИУК+Feh_Со); ИУК+ферригидрит, допированный Mn (ИУК+Feh_Mn). Объект – растения СЧ сорта Селеченская. Проведена оценка площади ассимиляционной поверхности и пигментный состав листьев в динамике. Черенки перед посадкой замачивали в РНЧ (экспозиция 12 ч), в течение вегетационного периода проводилась четырехкратная (с интервалом 14 дней) экзогенная обработка листовой поверхности окорененных черенков этими же РНЧ, но без ИУК. Представлены данные по концентрации пигментов в листьях и биометрических наблюдений в динамике вегетационных периодов 2021 и 2022 гг. На максимальную концентрацию в листьях СЧ хлорофилла а и b, каротиноидов к концу периода вегетации повлияло использование РНЧ ферригидрита, допированного Co и Mn с добавлением ИУК. Концентрация хлорофилла а, b увеличилась в 1,3, и 1,6 раз, соответственно, на варианте с РНЧ ферригидрита, допированного Co, по сравнению с контролем. Значения ассимиляционной поверхности листьев зависели от климатических параметров года исследования и от содержания фотосинтетических пигментов в листьях СЧ. Между площадью листовой пластинки и концентрацией хлорофилла а отмечена прямая зависимость (r=0,87). Тесная зависимость выявлена в 2021 г. между площадью листовой пластинки и количеством осадков (r=0,83-0,94), в 2022 г. между площадью листовой пластинки и температурой воздуха (r=0,85-0,93). Лучшие условия для формирования ассимиляционной поверхности листьев СЧ создаются при замачивании черенков и некорневой обработке вегетирующих растений РНЧ ферригидрита, допированного Co и Mn.