Влияние селенсодержащих соединений и тяжелых металлов на химический состав и урожайность овощных бобов (Vicia faba L.) в условиях южной лесостепи Западной Сибири

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. 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. 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. 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.

1. Безуглова 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.

2. 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/kwatsz

3. Пивоваров 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/qcjhkz

4. Brooks J.D. et al. Plasma selenium level before diagnosis and the risk of prostate cancer development. Urol. 2001;(166):2034–2038.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Скальный А.В., Киселев М.Ф. Элементный статус населения России. Санкт-Петербург: Медкнига "ЭЛ-БИ-СПб". 2010. 416 c.

9. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. М.: Наука, 1974. 300 с.

10. 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/ykkezb

11. Rayman M.P. The argument for increasing selenium intake. Proc. Nutr. Soc. 2002;(61):203-215.

12. 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.

13. 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.

14. Синдирева А.В. Критерии и параметры действия микроэлементов в системе «почва – растение – животное». Омск, 2012. 455 с.

15. Голубкина Н.А., Папазян Т.Т. Селен в питании. Растения, животные, человек. 2006. М. : Печатный город, 269 с.

16. 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.

17. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена. М.: Наука, 1974. 300 с.

18. 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/nzinsj

19. Голубкина 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/10.18470/1992-1098-2017-1-107-127

20. Серегина 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.

21. Степанюк В.В. Влияние селена на элементный состав растений горохоовсяной смеси. Агрохимия. 2003;(12):13-20. https://www.elibrary.ru/okxqxx

22. Торшин 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.

23. Lyons G., Genc Y., Soole K., Stangoulis J., Liu F., Graham R. Selenium increases seed production in Brassica. Plant Soil. 2009;(318):73-80.

24. Jovic V. Selenium in soils and some plants in Serbia. The problems of Biochemistry and Geochemical Ecology. 2006;1(1):65-69.

25. Бобко Е.В. Избранные сочинения. М. : Изд-во сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1963. 358 с.

26. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М., 1989. 429 с.

27. Brown K.M., Arthur J.R. Selenium, selenoproteins and human health: a review. Public. Health. Nutr. 2001;(4):593-599.

28. 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.

29. B'Hymer C., Caruso J.A. Selenium speciation analysis using inductively coupled plasma-mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 2006;(1114):1-20.

30. 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/jijcli

31. Синдирева 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.

32. 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/horticulturae11020211

33. Skrypnik 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.2023.113633

34. Burmistrov 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