ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2022-6-59-65ovoshchi-2072Research ArticleСАДОВОДСТВО, ОВОЩЕВОДСТВО, ВИНОГРАДАРСТВО И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ КУЛЬТУРЫHORTICULTURE, VEGETABLE PRODUCTION, VITICULTURE AND MEDICINAL CROPSВыращивание растений капусты японской на многоярусной гидропонной конструкции с использованием природных иммуномодуляторовCultivation of Brassica rapa L. subsp. nipposinica plants at the multi circle hydroponic installation with help of natural immunomodulatorshttps://orcid.org/0000-0001-7986-2241БалашоваИ. Т.BalashovaI. T.

Ирина Тимофеевна Балашова – доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории зеленных, пряновкусовых и цветочных культур

143072, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Irina T. Balashova – Doc. Sci. (Biology), Leader Researcher of Green, Aromatic and Decorative Breeding Laboratory

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

balashova56@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0912-5913БондареваЛ. Л.BondarevaL. L.

Людмила Леонидовна Бондарева – доктор сельскохозяйственных наук, заведующая лабораторией селекции и семеноводства капустных культур

143072, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Lyudmila L. Bondareva – Doc. Sci. (Agriculture), Head of Brassicaceae breeding laboratory

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

lyuda_bondareva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0824-8863ПинчукЕ. В.PinchukE. V.

Елена Владимировна Пинчук – кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства луковых культур

143072, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Elena V. Pinchuk – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

techh620@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7795-7463МолчановаА. В.MolchanovaA. V.

Анна Владимировна Молчанова – кандидат с.-х. наук, ст.н.с. лабораторно-аналитического отдела

143072, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Anna V. Molchanova – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher of Analytical department

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

vovka_ks@rambler.ruШевченкоТ. Е.ShevchenkoT. E.

Татьяна Егоровна Шевченко – научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства луковых культур

143072, Московская область, Одинцовский район, п. ВНИИССОК, ул. Селекционная, д.14

Tatiana E. Shevchenko – researcher of Alliaceae breeding laboratory

14, Selectsionnaya str., VNIISSOK, Odintsovo district, Moscow region, 143072

https://orcid.org/0000-0003-1869-4357МащенкоН. Е.MashcencoN. E.

Наталья Евгеньевна Мащенко – кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биологически активных веществ

г. Кишинев, Страда Пэдурий, 20

Natalia E. Mashcenco – Cand. Sci. (Chemistry), Leader Researcher of Biologically Active Compounds Laboratory

20, Strada Pădurii, Chişinău

mne4747@mail.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" (ФГБНУ ФНЦО)РоссияFederal State Budgetary Scientific Institution “Federal Scientific Vegetable Center” (FSBSI FSVC)Russian FederationИнститут генетики, физиологии и защиты растений Академии наук Республики МолдоваМолдоваInstitute Of Genetics, Physiology and Plant ProtectionMoldova, Republic of202209122022065965Copyright © Балашова И.Т., Бондарева Л.Л., Пинчук Е.В., Молчанова А.В., Шевченко Т.Е., Мащенко Н.Е., 20222022Балашова И.Т., Бондарева Л.Л., Пинчук Е.В., Молчанова А.В., Шевченко Т.Е., Мащенко Н.Е.Balashova I.T., Bondareva L.L., Pinchuk E.V., Molchanova A.V., Shevchenko T.E., Mashcenco N.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vegetables.su/jour/article/view/2072Актуальность

Актуальность. Современное овощеводство защищённого грунта базируется на применении в теплицах высоких технологий таких, как технологии вертикального овощеводства. Рост рынка вертикальной гидропоники обусловлен и новыми задачами обеспечения продовольственной безопасности государств в условиях нестабильности поставок продовольствия из-за нарушения традиционных логистических связей. В ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства» в 2010-2020 годах разработана и внедрена программа по вертикальному овощеводству для культуры томата. В связи с расширением потребительского спроса на свежесрезанную зелень и «жёлто-зелёные» овощи исследован потенциал продуктивности и питательной ценности капусты японской в условиях вертикального овощеводства.

Цель исследований

Цель исследований: характеристика продуктивности и биохимического состава листовой массы растений капусты японской в условиях вертикального овощеводства с использованием природных иммуномодуляторов.

Материалы исследований

Материалы исследований: семена и листья (розетка листьев) 2-х сортов капусты японской: Салад Мизуна (традиционный сорт из Японии, форма «мизуна») и Салют Юбилею (новый сорт селекции ФГБНУ ФНЦО, форма «мизуна»); природные иммуномодуляторы: флавоноидный гликозид линарозид и стероидные гликозиды молдстим и тригонеллозид. Методы исследований: обработка семян 0,005% водными растворами иммуномодуляторов; культивирование растений на пятиярусной гидропонной установке; аналитические методы: определение содержания сухого вещества и суммарного содержания антиоксидантов; биометрические методы; статистические методы: однофакторный дисперсионный анализ; двухфакторный дисперсионный анализ.

Результаты исследований

Результаты исследований. Установлена возможность выращивания растений капусты японской на многоярусных гидропонных конструкциях. Обработка семян иммуномодуляторами не оказывала влияния на всхожесть семян: она исходно была очень высокой (99-100%). Обработка гликозидами оказала влияние на биометрические показатели растений. У сорта Салад Мизуна увеличилась высота растений, однако общая масса растений не изменялась. Сорт Салют Юбилею положительно отреагировал на обработку иммуномодуляторами, существенно повысив общую массу растений за счёт увеличения числа листьев на растении. Содержание сухого вещества сохранялось, а суммарное содержание антиоксидантов возрастало при обработке вторичными метаболитами. Таким образом, использование иммуномодуляторов класса гликозидов позволяет повышать продуктивность капусты японской, ее витаминную ценность и безопасность при возделывании в условиях гидропоники. 

Relevance

Relevance. Modern vegetable production in greenhouses is based on high tech-advantageous, such as vertical hydroponic technology. Increasing of vertical hydroponic market is conditioned with ensuring the food security of states in conditions instability of food deliveries due to violations of traditional logistic connections. The program of vertical tomato hydroponics was developed and used in practice at the FSBSI FSVC in 2010-2020. Productivity potential of Brassica rapa L. subsp. nipposinica cultivated at vertical hydroponic installation have been studied in connection with the spread of consumption of fresh greens and “yellow-green” vegetables.

The goal of the study was: the productivity characteristics and analysis of biochemical composition Brassica rapa L. subsp. nipposinica cultivated at the five-circle vertical hydroponic installation with help of natural immunomodulators.

Materials and methods

Materials and methods. Materials of study: seeds and leaves (rosette of leaves) from 2 varieties of Brassica rapa L. subsp. nipposinica – Japanese variety Salad Mizuna and new variety Salut Jubileiu (originated from FSBSI FSVC); immune modulators – flavonoid glycoside linarozide and steroid glycosides moldstim and trigonellozide.

Methods

Methods. Seed treatment with 0,005%-water solutions of immune modulators; cultivation plants Brassica rapa L. subsp. nipposinica at the five-circle vertical hydroponic construction; analytical methods: determination of dry meter; determination the sum of antioxidants in leaves of Brassica rapa L. subsp. nipposinica; biometry; statistical methods: one-factorial dispersion analysis and two-factorial dispersion analysis.

Results

Results. Possibility of Brassica rapa L. subsp. nipposinica plants cultivation at multi circle hydroponic installations was established by authors. Seed treatment with water solutions of immune modulators wasn’t influence on seedlings appearing (the quality of seeds was very high -99-100%). Height of plant (of rosette) the variety Mizuna was increased as the reaction on the seed treatment, but the weight of plants wasn’t change. Salut Jubileiu variety reacted with increasing the common weight of plants. Number of leaves was increased. The content of dry matter in leaves didn’t change, but the sum content of antioxidants is rise significantly after seed treatment of immune modulators. The conclusion has been made: applying of immune modulators from glycosides class could to increase the productivity, vitamin value and safety cultivation of Brassica rapa L. subsp. nipposinica plants at multi circle hydroponics installation. 

вертикальное овощеводствоBrassica rapa L. subsp. nipposinicaлистовая массабиохимический составиммуномодуляторыvertical vegetable hydroponicsBrassica rapa L. subsp. nipposinicaleavesseed treatmentimmune modulatorsbiochemical compositionReferencesGlobal Industry Report, 2014-2025. April, 2017. Report ID: IVR 1-68038-797-1.Global Industry Report, 2014-2025. April, 2017. Report ID: IVR 1-68038-797-1.URL:https://toeplitz.ru/hydro/prognoz-razvitija-rynka-gidroponiki.html (дата обращения 17.11.2021)URL:https://toeplitz.ru/hydro/prognoz-razvitija-rynka-gidroponiki.html (дата обращения 17.11.2021)Balashova I., Sirota S., Pinchuk Ye. Vertical vegetable growing: creating tomato varieties for multi-tiered hydroponic installations. International Conference on Sustainable Development for Cross-Border Regions. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;395(2019)012079:1-8. https://doi.org/10.1088/1755-1315-395-1-012079Balashova I., Sirota S., Pinchuk Ye. Vertical vegetable growing: creating tomato varieties for multi-tiered hydroponic installations. International Conference on Sustainable Development for Cross-Border Regions. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;395(2019)012079:1-8. https://doi.org/10.1088/1755-1315-395-1-012079Балашова И.Т., Сирота С.М., Пинчук Е.В., Вершинина Н.П. Новая ресурсосберегающая технология в ФГБНУ «Федеральный научный центр ово щеводства». Аграрная наука-сельскому хозяйству. Сборник материалов XVII Международной научно-практической конференции. Барнаул, 2022. C.180-182.Balashova I.T., Sirota S.M., Pinchuk E.V., Vershinina N.P .New energy saved technology of Federal State Budgetary Scientific Institution “Federal Scientific Vegetable Center”. Agrarian Science for Agriculture. Proceedings of XVII International Scientific-Practical Conference. Barnaul. 2022. Р.180-182. (In Russ.)Артемьева А.М., Соловьева А.Е. Генетическое разнообразие и биохимическая ценность капустных овощных растений рода Brassica L. Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. 2018;(4):50-61.Artemieva A.M., Soloviova A.E. Genetic diversity and biochemical value of cabbage vegetable plants of the genus Brassica L. Bulletin of Novosibirsk State Agrarian University. 2018;(4):50-61. (In Russ.)Пивоваров В.Ф., Тареева М.М., Мухортов В.Ю., Голубкина Н.А., Замана С.П., Кошелева О.В. Капуста японская – высокоценная овощная культура. Картофель и овощи. 2009;(9):13.Pivovarov V.F., Tareeva M.M., Mukhortov V.Yu., Golubkina N.A., Zamana S.P., Kosheleva O.V. Japanese cabbage is high-value vegetable culture. Potato and vegetables. 2009;(9):13. (In Russ.)Артемьева А.М. Новые поступления капустных культур вида Brassica rapa L. в коллекцию ВИР. Овощи России. 2017;(2):14-19. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2017-2-14-19Artemieva A.M. New incoming accessions of Brassica rapa L. into the VIR plant collection. Vegetable crops of Russia. 2017;(2):14-19. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2017-2-14-19Бондарева Л.Л., Минейкина А.И., Паслова Т.О., Молчанова А.В., Паслова Н.О. Капуста японская: особенности морфологических и биохимических показателей селекционного сортообразца. Овощи России. 2020;(6):62-66. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-6-62-66Bondareva L.L., Mineykina A.I., Paslova T.O., Molchanova A.V., Paslova N.O. Japanese cabbage: features of morphological and biochemical parameters of a promising sample. Vegetable crops of Russia. 2020;(6):62-66. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-6-62-66Балашова Н.Н., Жученко А.А., Пивоваров В.Ф., Балашова И.Т., Козарь Е.Г., Беспалько А.В., Пышная О.Н., Кинтя П.К., Лупашку Г.А., Мащенко Н.Е., Швец С.А., Бобейкэ В.А. Регуляция устойчивости фитопатосистем с помощью вторичных метаболитов растений. Сельскохозяйственная биология.2004;(1):3-16.Balashova N.N., Zhuchenko A.A., Pivovarov V.F., Balashova I.T., Kozari E.G., Bespal’ko A.V., Pishnaya O.N., Kintya P.K., Lupashku G.A., Maschenko N.E., Shvets S.A., Bobeikă V.A. Regulation of Phytopathosystem Stability With Help of Plant Secondary Metabolites. Agricultural Biology. 2004;(1):3- 16. (In Russ.)Кинтя П.К., Лазурьевский Г.В., Балашова Н.Н., Балашова И.Т., Суружиу А.И., Лях В.А. Строение и биологическая активность стероидных гликозидов ряда фуростана и спиростана. Кишинёв: Штиинца. 1987. 141 с.Kintya P.K., Lazurievskyi G.V., Balashova N.N., Balashova I.T., Surudgiu A.I., Liakh V.A. Structure and biological activity steroid glycosides of furostane and spirostane- rows. Chişinău:ştiinţa. 1987. 141 p. (In Russ.)Луценко Э.К., Дорошенко И.В. Влияние биологически активных веществ на физиологические показатели растений огурца и их восприимчивость к ВЗКМ// Индуцированная устойчивость сельскохозяйственных культур к фитопатогенам. Ростов-на-Дону.1989. C.25-27.Lutsenko A.K., Doroshenko I.V. Influence of biologically active compounds on physiological characteristics of cucumber plants and their sensitivity to CMV. Inductive resistance of agricultural crops to pathogens. Rostovon-Don. 1989. Р.25-27. (In Russ.)Мащенко Н.Е., Боровская А.Д., Гуманюк А.В., Балашова И.Т., Козарь Е.Г. Эффективность действия регуляторов природного происхождения при выращивании моркови. Овощи России.2018;(1):74-78. https://doi.org/10.18916/2072-9146-2018-1-74-78Maschenko N.E., Borovskaya A.D., Gumaniuk A.V., Balashova I.T., Cozar E.G. Efficiency of natural growth regulators in carrot production. Vegetable crops of Russia. 2018;(1):74-78. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2018-1-74-78Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат, 1985. 351 с.Dospekhov B.A. Methods for field experiments. Moscow: Agropromizdat, 1985. 351 p. (In Russ.)Сирота С.М., Балашова И.Т., Козарь Е.Г., Митрофанова О.А., Аутко А.А., Долбик М.А. Первые результаты селекции сортов и гибридов томата для многоярусной узкостеллажной гидропоники. Теплицы России. 2014;(3):58-62.Sirota S.M., Balashova I.T., Kozar E.G., Mitrofanova O.A., Autko A.A., Dolbik M.A. First Results of Breeding Tomato Varieties and Hybrids For Multicircle Hydroponic. Greenhouses of Russia.2014;(3):58-62. (In Russ.)Кидин В.В. Практикум по агрохимии. Москва: Колос. 2008. 215 с.Kidin V.V. Workshop on Agricultural Chemistry. Moscow:Kolos. 2008. 215 p. (In Russ.)Голубкина Н.А., Кекина Е.Г., Молчанова А.В., Антошкина М.С., Надежкин С.М., Солдатенко А.В. Антиоксиданты растений и методы их определения. Москва: ФГБНУ ФНЦО, 2018. 66 с.Golubkina N.A., Kekina E.G., Molchanova A.V., Antoshkina M.S., Nadezhkin S.M., Soldatenko A.V. Plant antioxidants and methods for their determination. Moscow: FSBSI FSVC; 2018. 66 p. (In Russ.)Федотов С.В. Эфирные масла и их влияние на высшую нервную деятельность человека// Сборник научных трудов ГНБС. Ялта, Крым. 2015;(141):131-147.Fedotov S.V. Essential oils and their influence on the higher nervous activity of a man.Proceedings of the Great Nikitskyi Botanical Garden. Jalta, Crimea. 2015;(141):131-147. (In Russ.)Novak J. Optimizing plant secondary metabolite production. Plant Breeding: the Art of Brining Science to Life. Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress. Zurich, Switzerland. 2016. P.77. ISBN 978-3-906804-22-4.Novak J. Optimizing plant secondary metabolite production. Plant Breeding: the Art of Brining Science to Life. Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress. Zurich, Switzerland.2016:77. ISBN 978-3-906804-22-4.Koutouan C., Yovanopoulos C., Piquet M., Hugueney P., Halter D., Claudel P., Baltenweck R., Hamama L., Suel A., Huet S., Peltier D., Briard M., Le Clerc V. Can the variation of secondary metabolite contents be part of carrot resistance to Alternaria dauci? Plant Breeding: the Art of Brining Science to Life. Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress. Zurich, Switzerland. 2016. P.71. ISBN 978-3-906804-22-4.Koutouan C., Yovanopoulos C., Piquet M., Hugueney P., Halter D., Claudel P., Baltenweck R., Hamama L., Suel A., Huet S., Peltier D., Briard M., Le Clerc V. Can the variation of secondary metabolite contents be part of carrot resistance to Alternaria dauci? Plant Breeding: the Art of Brining Science to Life. Abstracts of the 20th EUCARPIA General Congress. Zurich, Switzerland.2016. С.71. ISBN 978-3-906804-22-4.Балашова И.Т., Вердеревская Т.Д., Кинтя П.К. Антивирусная активность стероидных гликозидов на модели вируса табачной мозаики. Сельскохозяйственная биология. 1984;(4):64-68.Balashova I.T., Verderevskaya T.D., Kintya P.K. Antiviral activity of steroid glycosides at the TMV-model. Agricultural biology.1984;(4):64-68. (In Russ.)Жученко А.А., Кинтя П.К., Балашова Н.Н. Способ оценки фитофтороустойчивости сортов томатов. Авторское свидетельство СССР №895365. Бюллетень изобретений и открытий. 1982, №1.Zhuchenko A.A., Kintya P.K., Balashova N.N. Method of tomato resistance evaluation to PhytophthorainfestanceDB. Author patent №895365. USSR Bulletin of inventions and discoveries. 1982, №1. (In Russ.)Lahmatova I.T., Kintia P.K., Verderevskaya T.D., Juravel A.M., Ostapenko A.B. One Biochemical Marker of Plum Resistance to PPV. Proceedings of the Middle European Meeting’96 on Plum Pox.Budapest.1997. Р.33-36.Lahmatova I.T., Kintia P.K., Verderevskaya T.D., Juravel A.M., Ostapenko A.B. One Biochemical Marker of Plum Resistance to PPV. Proceedings of the Middle European Meeting’96 on Plum Pox.Budapest.1997. Р.33-36.Козарь Е.Г., Енгалычева И.А., Антошкин А.А., Мащенко Н.Е. Скрининг биологической активности фитопрепаратов на основе вторичных метаболитов растений на культуре Phaseolus vulgaris L. Овощи России. 2021;(5):89-97. https://doi.org/10.18916/2072-9146-2021-5-89-97Kozar E.G., Engalycheva I.A., Antoshkin A.A., Mashcenco N.E. Screening of biological activity of phytopreparations based on secondary metabolites of plants on the culture of Phaseolus vulgaris. Vegetable crops of Russia. 2021;(5):89-97. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-5-89-97Лупашку Г.А. Иммунологические основы устойчивости культуры тритикале к фузариозу. Дисс. доктора биол. наук. Кишинёв. 1999. C.249-266.Lupashku G.A. Immunological bases of triticale resistance to Fusarium graminearum Link. Doctor habilitate in plant biology thesis. Chişinău. 1999. Р.249-266. (In Russ.)Balashova I.T. Using of Steroid Glycosides (Saponins) in Agriculture. New Trends in Saponins. Book of Abstracts International Conference on Saponins. France. Nancy Université.2009. Р.14.Balashova I.T. Using of Steroid Glycosides (Saponins) in Agriculture. New Trends in Saponins. Book of Abstracts International Conference on Saponins. France. Nancy Université. 2009. Р.14.Balashova I.T., Balashova N.N., Kintia P.K. Steroidal Glycosides as Plant Resistance Inductors. Acta Agronomica Hungarica. 1990;39(1-2):183-191.Balashova I.T., Balashova N.N., Kintia P.K. Steroidal Glycosides as Plant Resistance Inductors. Acta Agronomica Hungarica. 1990;39(1-2):183-191.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.