ovoshchiОвощи РоссииVegetable crops of Russia2072-91462618-7132Федеральный научный центр овощеводства10.18619/2072-9146-2026-1-81-91ovoshchi-2880Research ArticleАГРОХИМИЯ, АГРОПОЧВОВЕДЕНИЕ, ЗАЩИТА И КАРАНТИН РАСТЕНИЙAGROCHEMISTRY, SOIL SCIENCE, PLANT PROTECTION AND QUARANTINEВлияние селенсодержащих соединений и тяжелых металлов на химический состав и урожайность овощных бобов (Vicia faba L.) в условиях южной лесостепи Западной СибириThe effect of selenium-containing compounds and heavy metals on the chemical composition and yield of vegetable beans (Vicia faba L.) in the southern forest-steppe of Western Siberiahttps://orcid.org/0000-0001-8596-7584СиндиреваА. В.SindirevaA. V.

Анна Владимировна Синдирева – доктор биол. наук, заведующая кафедрой геоэкологии и природопользования

625003, г. Тюмень, улица Перекопская, 15 А

Anna V. Sindireva – Dr. Sci. (Biology), Head of the Department of Geoecology and Nature Management

15A, Perekopskaya Street, Tyumen, 625003

a.v.sindireva@utmn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1803-9168ГолубкинаН. А.GolubkinaN. A.

Надежда Александровна Голубкина – доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник лабораторно-аналитического отдела

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

Nadezhda A. Golubkina – Dr. Sci. (Agriculture), Chief Researcher of the Laboratory and Analytical Department

14, Selectsionnaya, Odintsovo district, Moscow region, 143072

segolubkina45@gmail.comБезугловаЕ. В.BezuglovaE. V.

Елена Валентиновна Безуглова – кандидат с.-х. наук, старший преподаватель кафедры экологии, природопользования и экологии

644008, г. Омск-8, ул. Институтская площадь, 1

Elena V. Bezuglova – Cand. Sci. (Agriculture), Senior Lecturer, Department of Ecology, Nature Management, and Ecology

1, Institutskaya Square, Omsk, 644008

ev.bezuglova@omgau.orgФедотовМ. А.FedotovM. A.

Михаил Александрович Федотов – кандидат техн. наук, старший научный сотрудник

119334, г. Москва, Ленинский пр., 49

Mikhail A. Fedotov – Cand. Sci. (Engineering), Senior Researcher

49, Leninskiy Prospect, Moscow, 117334

mikle_fed@mail.ruАлпатовА. А.AlpatovA. A.

Андрей Алексеевич Алпатов – доктор экон. наук, профессор, зам. директора

119334, г. Москва, Ленинский пр., 49

Andrey A. Alpatov – Dr. Sci. (Economics), Professor, Deputy Director

49, Leninskiy Prospect, Moscow, 117334

aaalpatov@imet.ac.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет"РоссияTyumen State UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр овощеводства» (ФГБНУ ФНЦО)РоссияFederal Scientific Vegetable Center (FSBSI FSVC)Russian FederationФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»РоссияOmsk State Agrarian UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и металловедения им. А.А. Байкова Российской академии наукРоссияBaikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of SciencesRussian Federation202625032026018191Copyright © Синдирева А.В., Голубкина Н.А., Безуглова Е.В., Федотов М.А., Алпатов А.А., 20262026Синдирева А.В., Голубкина Н.А., Безуглова Е.В., Федотов М.А., Алпатов А.А.Sindireva A.V., Golubkina N.A., Bezuglova E.V., Fedotov M.A., Alpatov A.A.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/2880Актуальность

Актуальность. Бобы являются источником витаминов и других биологически активных веществ. Одним из перспективных направлений является обогащение бобов микроэлементами, в частности, Se. С позиции экологической безопасности представляет также интерес изучение влияния различных форм селена (селенита натрия и наноселена) отдельно и на фоне загрязнения тяжелыми металлами (свинцом и хромом) на рост, развитие, урожайность и химический состав бобов сортов отечественной и зарубежной селекции.

Методы

Методы. Проведена оценка влияния соединений селена, хрома и свинца на рост, развитие, урожайность и химический состав бобов сортов различной селекции. Полевые опыты проводились в 2022-2024 годах в условиях южной лесостепи Западной Сибири, объектами исследования явились бобы овощные сортов Русские черные, Белорусские, Hangdown Grunkernig, Dreifach Waibe.

Результаты

Результаты. В зависимости от применяемой формы селена, влияния тяжелых металлов, сортовой специфики, разница в содержании селена в бобах может быть очень значительной (41-1325 мкг/кг). Применение селенита натрия значительно увеличивает содержание селена в растениях, при этом уровень микроэлемента увеличивается в 6,4-12,2 раза, а при использовании наноселена – в 1,4-3,8 раза. Антропогенное поступление тяжелых металлов снижает содержание селена в бобах у всех изученных сортов, при этом наибольшее снижение (на 96,4%) отмечается при воздействии свинца. Различные способы применения селена и сортовая специфика его накопления, влияют на рост и развитие, и, в итоге, на урожайность овощных бобов. Взаимодействие тяжелых металлов и селена оказывает влияние на продукционный процесс.

Заключение

Заключение. Эффективность применения селена для обогащения бобов зависит от способа и формы его поступления, взаимодействия с другими элементами, в частности, тяжелыми металлами. Сорта бобов отечественной и зарубежной селекции обладают различной отзывчивостью к применению микроэлемента.

Relevance

Relevance. Beans are a source of vitamins and other biologically active substances. One of the promising areas is the enrichment of beans with trace elements, in particular, Se. From the standpoint of environmental safety, it is also of interest to study the effect of various forms of selenium (sodium selenite and nanoselene) separately and against the background of heavy metal pollution (lead and chromium) on the growth, development, yield and chemical composition of beans of domestic and foreign varieties.

Methods

Methods. The influence of selenium, chromium, and lead compounds on the growth, development, yield, and chemical composition of beans of various varieties has been evaluated. Field experiments were conducted in 2022-2024 in the southern foreststeppe of Western Siberia, the objects of research were vegetable beans of the varieties Russian black, Belarusian, Hangdown Grunkernig, Dreifach Waibe.

Results

Results. Depending on the form of selenium used, the influence of heavy metals, and variety specificity, the difference in selenium content in beans can be very significant (41...1325mcg/kg). The use of sodium selenite significantly increases the selenium content in plants, while the level of the trace element increases by 6.4...12.2 times, and when using nanoselene by 1.4...3.8 times. Anthropogenic intake of heavy metals reduces the selenium content in beans in all studied varieties, with the largest decrease by -96.4% observed when exposed to lead. Various ways of using selenium and the varietal specifics of its accumulation affect the growth and development, and, as a result, the yield of vegetable beans. The interaction of heavy metals and selenium affects the production process.

Conclusion

Conclusion. The effectiveness of using selenium for bean enrichment depends on the method and form of its intake, interaction with other elements, in particular, heavy metals. Varieties of beans of domestic and foreign breeding have different responsiveness to the use of trace elements.

селенселенитнаноселенсвинецхромсортовощные бобыурожайностьэлементный составseleniumselenitenano-seleniumleadchromiumvarietyvegetable beansyieldelemental compositionReferencesБезуглова Е.В. Исходный материал для селекции бобов (Vicia Faba) и влияние биологических препаратов на их хозяйственноценные признаки в южной лесостепи Западной Сибири. Тюмень 2015. 17 с.Bezuglova E.V. Source material for the selection of beans (Vicia Faba) and the influence of biological preparations on their economically valuable traits in the southern forest-steppe of Western Siberia. Tyumen, 2015. 17 p. (In Russ.)Амелин А.В., Вороничев Б.А., Стебакова Е.Н. Продуктивные возможности растений кормовых бобов у разных по окультуренности сортообразцов. Вестник ОрелГАУ. 2008;(13):8-11. https://www.elibrary.ru/kwatszAmelin A.V., Voronichev B.A., Stebakova E.N. Productive potential of fodder bean plants in varieties with different levels of cultivation. Vestnik OrelGAU. 2008;(13):8-11. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/kwatszПивоваров В.Ф., Пронина Е.П. Основные направления и результаты селекции и семеноводства овощных бобовых культур во ВНИИССОК. Овощи России. 2013;(1):4-11. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2013-1-4-11 https://www.elibrary.ru/qcjhkzPivovarov V.F., Pronina E.P. Main directions and results of vegetable breeding and seed production of vegetable crops of legumes in VNIISSOK. Vegetable crops of Russia. 2013;(1):4-11. (In Russ.) https://doi.org/10.18619/2072-9146-2013-1-4-11 https://www.elibrary.ru/qcjhkzBrooks J.D. et al. Plasma selenium level before diagnosis and the risk of prostate cancer development. Urol. 2001;(166):2034–2038.Brooks J.D. et al. Plasma selenium level before diagnosis and the risk of prostate cancer development. Urol. 2001;(166):2034–2038.Salman M., ldiz G.Yi Effects of different levels of organic selenium supplementation on fattening performance, carcass characteristics and blood GSH-PX activity in lambs. Rev. med. Vet (France). 2009;160(5):258-264.Salman M., ldiz G.Yi Effects of different levels of organic selenium supplementation on fattening performance, carcass characteristics and blood GSH-PX activity in lambs. Rev. med. Vet (France). 2009;160(5):258-264.Rizky Abdulah, Raori Miyazaki, Minato Nakazawa, Hiroshi Koyama, Abdulah Rizky. Chemical forms of selenium for cancer prevention. J.Trace Elem.Med.Biol. 2005;19(2-3):141-150.Rizky Abdulah, Raori Miyazaki, Minato Nakazawa, Hiroshi Koyama, Abdulah Rizky. Chemical forms of selenium for cancer prevention. J.Trace Elem.Med.Biol. 2005;19(2-3):141-150.Golubkina N.A., Alfthan G.V. The human selenium status in 27 regions of Russia. J. Trace Elem. Med. Biol. 1999;13(1-2):15-20.Golubkina N.A., Alfthan G.V. The human selenium status in 27 regions of Russia. J. Trace Elem. Med. Biol. 1999;13(1-2):15-20. (In Russ.)Скальный А.В., Киселев М.Ф. Элементный статус населения России. Санкт-Петербург: Медкнига "ЭЛ-БИ-СПб". 2010. 416 c.Skalny A.V., Kiselev M.F. Elemental status of the Russian population. St. Petersburg: Medical book "EL-BI-SPb". 2010. 416 p. (In Russ.)Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. М.: Наука, 1974. 300 с.Ermakov V.V. Biological significance of selenium. M.: Science, 1974. 300 p. (In Russ.)Голубкина Н.А., Полубояринов П.А., Синдирева А.В. Селен в продуктах растительного происхождения. Вопросы питания. 2017;86(2):63-69. https://www.elibrary.ru/ykkezbGolubkina N.A., Poluboyarinov P.A, Sindireva A.V. Selenium in plant products. Nutrition Issues. 2017;86(2):63-69. https://www.elibrary.ru/ykkezbRayman M.P. The argument for increasing selenium intake. Proc. Nutr. Soc. 2002;(61):203-215.Rayman M.P. The argument for increasing selenium intake. Proc. Nutr. Soc. 2002;(61):203-215.McKenzie R.C., Arthur J.R., Miller S.M., Rafferty T.S., Beckett G.J. Selenium and the immune system. in Nutrition and immune function. P.C. Calder, C.J. Field, H.C. Gill (eds). 2002. CABI Publishing. Wallingford. UK. P. 239-250.McKenzie R.C., Arthur J.R., Miller S.M., Rafferty T.S., Beckett G.J. Selenium and the immune system. in Nutrition and immune function. P.C. Calder, C.J. Field, H.C. Gill (eds). 2002. CABI Publishing. Wallingford. UK. P. 239-250.Fairweather-Tait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R. et al. Selenium in human health and disease. Antioxid. Redox Signal. 2011;14(7):1337-1383.Fairweather-Tait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R. et al. Selenium in human health and disease. Antioxid. Redox Signal. 2011;14(7):1337-1383.Синдирева А.В. Критерии и параметры действия микроэлементов в системе «почва – растение – животное». Омск, 2012. 455 с.Sindireva A.V. Criteria and parameters of the action of microele ments in the "soil-plant-animal" system. Omsk, 2012. 455 p. (In Russ.)Голубкина Н.А., Папазян Т.Т. Селен в питании. Растения, животные, человек. 2006. М. : Печатный город, 269 с.Golubkina N.A., Papazyan T.T. Selenium in nutrition. Plants, animals, humans. 2006. Moscow: Pechatny Gorod, 269 p. (In Russ.)Schrauser H.W. Selenium. Elements and their Compounds in the Environment. Vol.3. Nonmetals. Ed. Merian et al. Wiley-VCH Verlag. 2003. P.100-106.Schrauser H.W. Selenium. Elements and their Compounds in the Environment. Vol.3. Nonmetals. Ed. Merian et al. Wiley-VCH Verlag. 2003. P.100-106.Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. М.: Наука, 1974. 300 с.Ermakov V.V., Kovalsky V.V. Biological significance of selenium. M.: Science, 1974. 300 p. (In Russ.)Никонов И.Н., Фолманис Ю.Г., Коваленко Л.В. [и др.]Биологическая активность наноразмерного коллоидного селена. Доклады Академии наук. 2012;447(6):675-677. https://www.elibrary.ru/nzinsjNikonov I.N., Folmanis Yu.G., Kovalenko L.V. [et al.] Biological activity of nanosized colloidal selenium. Reports of the Academy of Sciences. 2012;447(6):675-677. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/nzinsjГолубкина Н.А., Синдирева А.В., Зайцев В.Ф. Внутрирегиональная вариабельность селенового статуса населения. Юг России: экология, развитие. 2017;12(1):107-127. https://doi.org/10.18470/1992-1098-2017-1-107-127Golubkina N.A., Sindireva A.V., Zaitsev V.F. Intraregional variability of selenium status of the population. South of Russia: ecology, development. 2017;12(1):107-127. (In Russ.) https://doi.org/10.18470/1992-1098-2017-1-107-127Серегина И.И. Действие микроэлементов (селена, цинка и молибдена) на рост, развитие и продуктивность яровой пшеницы в разных условиях азотного питания и водообеспечения. М. : ВИУА, 2000. 22 с.Seregina I.I. Effect of microelements (selenium, zinc and molybdenum) on the growth, development and productivity of spring wheat under different conditions of nitrogen nutrition and water supply. M.: VIUA, 2000. 22 p. (In Russ.)Степанюк В.В. Влияние селена на элементный состав растений горохоовсяной смеси. Агрохимия. 2003;(12):13-20. https://www.elibrary.ru/okxqxxStepanyuk V.V. The influence of selenium on the elemental composition of pea-oat mixture plants. Agrohimia. 2003;(12):13-20. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/okxqxxТоршин С. П., Удельнова Т.М., Ягодин Б.А. Биогеохимия и агрохимия селена и методы устранения селенодефицита в пищевых продуктах и кормах. Агрохимия. 1996;(8):127-145.Torshin S.P., Udelnova T.M., Yagodin B.A. Biogeochemistry and agrochemistry of selenium and methods for eliminating selenium deficiency in food products and feeds. Agrohimia. 1996;(8):127-145. (In Russ.)Lyons G., Genc Y., Soole K., Stangoulis J., Liu F., Graham R. Selenium increases seed production in Brassica. Plant Soil. 2009;(318):73-80.Lyons G., Genc Y., Soole K., Stangoulis J., Liu F., Graham R. Selenium increases seed production in Brassica. Plant Soil. 2009;(318):73-80.Jovic V. Selenium in soils and some plants in Serbia. The problems of Biochemistry and Geochemical Ecology. 2006;1(1):65-69.Jovic V. Selenium in soils and some plants in Serbia. The problems of Biochemistry and Geochemical Ecology. 2006;1(1):65-69.Бобко Е.В. Избранные сочинения. М. : Изд-во сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1963. 358 с.Bobko E.V. Selected Works M.: Publishing house of agricultural literature, magazines and posters, 1963. 358 p. (In Russ.)Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М., 1989. 429 с.Kabata-Pendias A., Pendias H. Microelements in soils and plants М. 1989. 429 p. (In Russ.)Brown K.M., Arthur J.R. Selenium, selenoproteins and human health: a review. Public. Health. Nutr. 2001;(4):593-599.Brown K.M., Arthur J.R. Selenium, selenoproteins and human health: a review. Public. Health. Nutr. 2001;(4):593-599.Neuhierl B. [et al.] A family of S-methylmethionine-dependant thiol/selenol methyltransferases. Role in selenium tolerance and evolutionary relation. Biol. Chem. 1999;(274):5407-5414.Neuhierl B. [et al.] A family of S-methylmethionine-dependant thiol/selenol methyltransferases. Role in selenium tolerance and evolutionary relation. Biol. Chem. 1999;(274):5407-5414.B'Hymer C., Caruso J.A. Selenium speciation analysis using inductively coupled plasma-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2006;(1114):1-20.B'Hymer C., Caruso J.A. Selenium speciation analysis using inductively coupled plasma-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2006;(1114):1-20.Синдирева А.В., Зайко О.А., Мангутова А.К. Эколого-токсикологическая оценка возможности применения селена для коррекции свинцовой интоксикации у крыс. Теоретическая и прикладная экология. 2025;(1):168-176. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-4-168-176 https://www.elibrary.ru/jijcliSindireva A.V., Zayko O.A., Mangutova A.K. Ecological-toxicological assessment of the possibility of using selenium for correction of lead intoxication in rats. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2025;(1):168-176. (In Russ.) https://doi.org/10.25750/1995-4301-2024-4-168-176 https://www.elibrary.ru/jijcliСиндирева А.В., Эрдэнэцогт Э., Голубкина Н.А., Гурьев Н.Е. Интегральный подход к нормированию действия селена в системе почва-растение-животное для разработки научно-обоснованной профилактики микроэлементозов в регионах России и Монголии. Омск : Изд-во КАН, 2024. 244 с.Sindireva A.V., Erdenetsogt E., Golubkina N.A., Guryev N.E. An integrated approach to standardizing selenium action in the soil-plantanimal system for developing scientifically based prevention of microelementoses in the regions of Russia and Mongolia. 2024. 244 p. (In Russ.)Tallarita A.V., Golubkina N., De Pascale S., Sękara A., Pokluda R., Murariu O.C., Cozzolino E., Cenvinzo V., Caruso G. Effects of selenium/iodine foliar application and seasonal conditions on yield and quality of perennial wall rocket. Horticulturae. 2025;11(2):211. https://doi.org/10.3390/horticulturae11020211Tallarita A.V., Golubkina N., De Pascale S., Sękara A., Pokluda R., Murariu O.C., Cozzolino E., Cenvinzo V., Caruso G. Effects of selenium/iodine foliar application and seasonal conditions on yield and quality of perennial wall rocket. Horticulturae. 2025;11(2):211. https://doi.org/10.3390/horticulturae11020211Skrypnik L., Feduraev P., Golubkina N., Maslennikov P., Antipina M., Katserov D., Murariu O.C., Tallarita A.V., Caruso G. Foliar spraying of selenium in inorganic and organic forms stimulates plant growth and secondary metabolism of sage (Salvia officinalis L.) through alterations in photosynthesis and primary metabolism. Scientia Horticulturae. 2024;(338):113633. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.113633Skrypnik L., Feduraev P., Golubkina N., Maslennikov P., Antipina M., Katserov D., Murariu O.C., Tallarita A.V., Caruso G. Foliar spraying of selenium in inorganic and organic forms stimulates plant growth and secondary metabolism of sage (Salvia officinalis L.) through alterations in photosynthesis and primary metabolism. Scientia Horticulturae. 2024;(338):113633. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.113633Burmistrov D.E., Shumeyko S.A., et al. Selenium Nanoparticles (Se NPs) as Agents for Agriculture Crops with Multiple Activity: A Review. Agronomy. 2025;(15):1591. https://doi.org/10.3390/agronomy15071591Burmistrov D.E., Shumeyko S.A., et al. Selenium Nanoparticles (Se NPs) as Agents for Agriculture Crops with Multiple Activity: A Review. Agronomy. 2025;(15):1591. https://doi.org/10.3390/agronomy15071591

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