DYNAMICS OF PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS CONTENT IN LEAVES OF CICER ARIETINUM L. UNDER THE INFLUENCE OF BACTERIAL PREPARATIONS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/naturaljournal.9.2024.5

Keywords:

Cicer arietinum L., chlorophylls, carotenoids, bacterial suspension, Rhyzogumin

Abstract

Photosynthesis is the basis of crop productivity, so the study of the structure of the photosynthetic apparatus and of factors influencing its formation and functioning are important for solving the problem of increasing their productive process. The aim of the study was to determine the effect of Mesorhizobium ciceri strain ND-64 and the complex microbial preparation Rhyzogumin on the dynamics of photosynthetic pigments content in leaves of Cicer arietinum L. varieties Skarb and Yaryna under soil and climatic conditions of the Western Forest-Steppe of Ukraine. The study has been conducted on a heavy loamy chernozem of the typical agrobiological laboratory of Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University in three variants and four replications. Chickpea seeds of the regular control variant have been moistened with water from the tap at a rate of 2 % by weight before sowing, and the experimental seeds have been moistened with liquid forms of bacterial suspension of the selected strain of Mesorhizobium ciceri ND-64 (BS) and Rhyzogumin according to the manufacturer’s standards. The content of chlorophylls a, b and carotenoids in freshly harvested plant leaves has been determined by the Welbourne method of dimethyl sulfoxide extraction. The extinction coefficients of the obtained solutions have been measured on a UIT SFU-0172 spectrophotometer at wavelengths: λ = 649, 665, 480. It has been found that the use of microbial preparations in the technology of growing chickpea has affected the accumulation of photosynthetic pigments in the leaves. Inoculation of seeds with M. ciceri ND-64 statistically have significantly increased the content of chlorophyll a. in the leaves during the generative phases of plant growth and development. The use of Rhyzogumin have significantly increased the amount of chlorophyll a in the leaves of Skarb variety. The accumulation of plastid pigments in the leaves also have depended on the phase of ontogenesis and varietal characteristics of plants. The highest content of chlorophylls has been determined in the leaves of plants in the green bean phase in all experimental variants. The microbial preparations have not significantly affected the accumulation of basic carotenoids in the leaves of chickpea of both varieties, have statistically significantly increased the ratio between the amount of chlorophylls a and b, the sum of chlorophylls a and b to the amount of basic carotenoids. The use of microbial preparations based on M. сiceri is a promising element of chickpea technology, which increases the content of photosynthetic pigments in the leaves and indirectly affects its productivity.

References

Бурикіна С.І., Парлікокошко М.С. Синтез хлорофілів в рослинах нуту за дії мінеральних добрив та інокулянтів. Аграрні інновації. Меліорація, землеробство, рослинництво. 2022. Вип. № 13. С. 13–23.

Воропай Ю.В., Гепенко О В. Вплив норм висіву та способів сівби на фотосинтетичний потенціал рослин нуту в Східному Лісостепу України. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. Сільськогосподарські науки. 2024. Вип. 2 (43). С. 30–35. https://doi.org/10.37406/2706-9052-2024-2.4.

Воропай Ю.В., Чигрин О.В., Деревянко І.О. Вплив елементів технології вирощування на вміст хлорофілу в рослинах нуту. Таврійський науковий вісник. 2024. № 135. Частина 1. С. 40–45. https://doi.org/10.32782/2226-0099.2024.135.1.6.

Каталог сортів та гібридів селекційно-генетичного інституту національного центру насіннєзнавства та сортовивчення. Одеса, 2023. 128 с.

Мусієнко М.М., Паршикова Т.В., Славний П.С. Спектрофотометричні методи в практиці фізіології, біохімії та екології рослин. К. : Фітоцентр, 2001. 200 с.

Побережна Л.В., Бахмат О.М. Фотосинтетична продуктивність посівів нуту звичайного залежно від обробки насіння та позакореневого підживлення рослин. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. Сільськогосподарські наук. 2024. Вип. 1 (42). С. 39–46. https://doi.org/10.37406/2706-9052-2024-1.6.

Прядкіна Г.О., Махаринська М.Н. Асиміляційний апарат листків окремих ярусів у сортів озимої пшениці за несприятливих умов навколишнього середовища. Фізіологія рослин і генетика. 2021. Т. 53. № 1. С. 74–86 https://doi.org/10.15407/frg2021.01.74.

Ріст та розвиток нуту в умовах Північно-Східного Лісостепу України / Мельник А. В. та ін. Вісник Сумського національного аграрного університету. 2020. Вип. 2 (40). С. 38–46.

Січкар В.І. Відлуння нутового буму. The Ukrainer Farmer. 2019. № 3 (111). С. 118.

Січкар В.І. Технологія для нуту. The Ukrainer Farmer. 2019. № 1 (109). С. 26.

Січкар В.І., Бушулян О.В. Перспективи селекції нуту в умовах північного Лісостепу України. Вісник аграрної науки. 2000. № 1. С. 38–40.

Сортові ресурси зернобобових культур в Україні: сучасний стан і перспективи використання / Мазур В. А. та ін. Вінниця : ТВОРИ, 2022. 196 с.

Степасюк Л.М. Перспективи вирощування нуту в Україні. Формування ринкових відносин в Україні. 2023. № 5 (264). С. 51–57.

Сухова Г.І. Фотосинтетична діяльність сортів сочевиці в умовах Східного Лісостепу України. Вісник ХНАУ. Серія: Рослинництво, селекція і насінництво, плодоовочівництво. 2012. № 2. С. 150–155.

Щигорцова О.Л. Вирощування бобових культур – чини, сочевиці, гороху, нуту в Криму без застосування азотних добрив. «Проблеми та перспективи ведення землеробства в посушливій зоні Степу України» матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. М. Херсон 16–18 черв. 2009 р. Херсон : ІЗПР УААН, 2009. С. 161–163.

Bacillus siamensis CNE6- a multifaceted plant growth promoting endophyte of Cicer arietinum L. having broad spectrum antifungal activities and host colonizing potential /Gorai S. P. et al. Microbiological Research. 2021. 252. Р. 126859. https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126859.

Biger W., Björkman O. Role of the xanthophylls cycle in photoprotection elucidated by measurements of lightinduced absorbance change, fluorescence and photosynthesis in leaves of Hedera canariensis. Photosynthesis Research. 1990. 25 (3). P. 173–185. https://doi.org/10.1007/BF00033159.

Chapter 1 – Plant growth-promoting microbiomes: History and their role in agricultural crop improvement / Pandey V. V. et al. Plant-Microbe Interaction – Recent Advances in Molecular and Biochemical Approaches. 2023. Vol. 1. P. 1–44. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91875-6.00012-8.

Chapter 13 – Biostimulants for improving nutritional quality in legumes / Parihar P. et al. New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering. 2022. P. 261–275. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-85579-2.00011-3.

Lichtenthaler H.K. Chlorophyll and carotenoids: Pigments of photosynthetic membranes. Methods in enzymology. 1987. 148. P. 350–382. https://doi.org/10.1016/0076-6879(87)48036-1.

MgO nanoparticles priming promoted the growth of black chickpea / Sharma P. et al. Journal of Agriculture and Food Research. 2022. Vol. 10. 100435. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2022.100435.

Mordor Exploration. Global biofertilizers market growth, trends and forecast. 2022–2027 (2022).

Vuleta A., Manitasevic Jovanovic S., Tucic B. How do plants cope with oxidative stress in nature? A study on the dwarf bearded iris (Iris pumila). Acta Physiol. Plant. 2015. Vol. 37. P. 1711. https://doi.org/10.1007/s11738-014-1711-.

Warkentin Genetic diversity of nutritionally important carotenoids in 94 pea and 121 chickpea accessions / Ashokkumar K. et al. Journal of Food Composition and Analysis. 2015. Vol. 43. P. 49–60. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2015.04.014.

Wellburn A.P. The spectral determination of chlorophyll a and b, as well as carotenoids using various solvents with spectrophotometers of different resolution. J. Plant. Physiol., 1994. Vol. 144 (3). P. 307–313.

Сhickpea Varieties Productiviti Depending on Combination of Different Sowing Methods and Sowing Rate in the Eastern Forests Steppe of Ukraine / Rozhkov A. O. et al. Ecological engineering & Еnvironmental technology. 2022. Vol. 23. Is. 1. P. 88–101.

Published

2024-10-22