PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS IN FOOD LENTIL LEAVES UNDER THE INFLUENCE OF MICROBIAL PREPARATIONS AND THE MAXIM FUNGICIDE
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.13.2025.6Keywords:
Lens culinaris, chlorophylls, carotenoids, bacterial preparations, seed dressings, fungicidesAbstract
The aim of the study was to investigate the effect of seed treatment with microbial preparations (MBP) Rizobofit, Rhizobium leguminosarum biovar viceae (R. leg) strains: C4-30, 724, F 11-2, F 16-1 compatiblewith the fungicide Maxim on the dynamics of chlorophyll and main carotenoid accumulation in the leaves of Red lentils in the conditions of the Western Forest-Steppe of Ukraine.Lens culinaris is not only a valuable source of aminoacids and plant proteins, but also an indispensable link in the functioning of the legume-rhizobial symbiosis. It has been established that the accumulation of photosynthetic pigments in the leaves of edible lentils depends on the inoculation of seeds with microbial preparations, their combined use with the Maxim fungicide, and the phenological phase of plant growth and development.Under the influence of R. leg C4-30 and R. leg 724, a statistically significant increase in chlorophyll content in leaf mesophyll during the generative phases of plant development has been determined.Monoinoculation of MBP and their combined use with the Maxim fungicide in the cultivation of edible lentils has significantly affected the accumulation of chlorophyll a in the leaves. Its content has increased to 22,4% under the influence of R. leg strains. When inoculated with R. leg strain 724 seeds, edible lentil leaves have been characterized by the highest values of total chlorophyll (a+b) in the budding phase – the beginning of flowering (increase of 19,7%) and the main carotenoids in the flowering phase (increase of 27,2%). The single effect of the seed treatment agent has resulted in a 6% increase in the sum of green pigments in the mesophyll of the leaves, only in the budding phase – the beginning of flowering. When MBP has been used in combination with the Maxim fungicide, an increase in chlorophyll content has been observed in the budding phase – the beginning of flowering (Rizobofit and R. leg C4-30 variants), flowering, and ripe bean phases (R. leg 724, R. leg F 11-2, R. leg F 16-1).The highest chlorophyll content in leaves has been found in Lens culinaris plants in the budding-early flowering phase, slightly lower during flowering. In the green and ripe bean phases, the amount of chlorophyll has decreased, which is associated with leaf ageing. The peak accumulation of carotenoids in lentil leaves has been found during the flowering phase.The comprehensive application of Rhizobiofit, active strains of R. leg strains, and seed dressings in the cultivation of edible lentils will intensify photosynthetic processes by improving nitrogen nutrition of plants due to biological nitrogen fixation by nitrogen-fixing systems, realize the potential of protective properties against fungal diseases and increase crop yields.
References
Біологічні основи інтегрованої дії гербіцидів і регуляторів росту рослин / В.П. Карпенко та ін. ; за ред. В.П. Карпенка. Умань : Видавець «Сочінський», 2012. 357 с.
Веселовська Л.І., Коць С.Я. Вплив різних способів застосування лектину на симбіотичні системи соя – Bradyrhizobium japonicum, сформовані в умовах оптимального та недостатнього водозабезпечення. Фізіологія рослин і генетика. 2014. Т. 46. № 5. С. 437–448.
Гуляєв Б.І. Екофізіологія фотосинтезу: досягнення, стан та перспективи досліджень. Фізіологія рослин в Україні на межі тисячоліття : зб. наук. праць. Київ, 2001. Т. 1. С. 60–74.
Калитка В.В., Капінос М.В. Вплив регуляторів росту і активних штамів ризобій на пігментний комплекс та продуктивність гороху посівного (Pisum sativum L.). Вісник ХНАУ. 2015. Вип. 2. С. 8–18.
Карпенко В.П., Коробко О.О. Вплив гербіциду і біологічних препаратів на фотосинтетичну продуктивність і врожайність нуту. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2018. Вип. 4. С. 48–54.
Квітко Г.П., Сауляк О.М. Формування урожаю насіння сочевиці харчової в умовах Лісостепу Правобережного. Органічне виробництво і продовольча безпека : зб. матеріалів доп. учасн. ІІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Житомир : Полісся, 2015. С. 564–568.
Козак В.О, Пида С.В., Мацюк О.Б., Москалюк Н.В., Герц Н.В. Симбіотична активність сочевиці харчової (Lens culinaris Medik.) за впливу мікробних препаратів та фунгіцидів. ХVІ з’їзд Товариства мікробіологів України ім. С.М. Виноградського : збірник тез доповідей (Тернопіль, 2–6 червня 2025 р.). Київ, 2025. С. 38.
Матвєєва Н.А., Кваско О.Ю. Вміст фотосинтетичних пігментів в трансгенних рослинах цикорію з геном туберкульозного антигена Esat6. Вісник Донецького національного університету. 2010. № 2. С. 249–253.
Сиваш О.О., Михайленко М.Ф., Золотарьова О.К. Варіація співвідношення вмісту хлорофілів а і b при адаптації рослин до зовнішніх чинників. Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія біологія. 2018. Т. 3. № 45. С. 49–73.
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.
Чернік І.В., Пида С.В., Тригуба О.В., Мацюк О.Б. Вплив бактеріальних препаратів на накопичення фотосинтетичних пігментів у листках Cicer arietinum L. Слобожанський науковий вісник. Серія: Природничі науки. 2024. № 2. С. 36–41.
Ashraf M. Thermotolerance in Plants: Potential Physio-Biochemical and Molecular Markers for Crop Improvement. Environmental and Experimental Botany. 2021. Vol. 186. Р. 104454. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104454.
Benmeziane-Derradji F., Djermoune-Arkoub L., Ayat N.E.H., Aoufi D. Impact of roasting on the physicochemical, functional properties, antioxidant content and microstructure changes of Algerian lentil (Lens culinaris) flour. Journal of Food Measurement and Characterization. 2020. Is. 14. No 5. P. 2840–2853.
Dhull S.B., Kinabo J., Uebersax M.A. Nutrient profile and effect of processing methods on the composition and functional properties of lentils (Lens culinaris Medik): A review. Legume Science. 2022. P. 156.
Foyer C.H., Shigeoka S. Understanding Oxidative Stress and Antioxidant Functions to Enhance Photosynthesis. Plant Physiology. 2010. Vol. 155. №1. Р. 93–100. https://doi.org/10.1104/pp.110.166181.
Gorai P.S., Ghos, R., Mandal S., Ghosh S., Chatterjee S., Gond S.K., Mandal N.C. Bacillus siamensis CNE6- a multifaceted plant growth promoting endophyte of Cicer arietinum L. having broad spectrum antifungal activities and host colonizing potential. Microbiological Research. 2021. Vol. 252. Р. 126859. URL: https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126859.
Guo F., Peng L., Xiong H., Tsao R., Zhang H., Jiang L., Sun, Y. Bioaccessibility and transport of lentil hull polyphenols in vitro, and their bioavailability and metabolism in rats. Food Research International. 2023. Vol. 167. P. 112634. https://doi.org/10.1016/J.FOODRES.2023.112634.
Kaale L.D., Siddiq M., Hooper S. Lentil (Lens culinaris Medik) as nutrient-rich and versatile food legume: A review. Legume Science. 2023. Is. 5. No 2. P. 169.
Li M., Cheng S., Wang Y., Dong Y. Improving fruit coloration, quality attributes, and phenolics content in rainier and bing cherries by gibberellic acid combined with homobrassinolide. J. of plant growth regulation. 2019. No. 11. Р. 25–28.
Meland M., Froynes O., Kaiser C. High tunnel production systems improve yields and fruit size of sweet cherry. Acta Horticulturae. 2017. Is. 1161. P. 117–124. https://doi.org/10.17660/ ActaHortic.2017.1161.20.
Parihar P., Singh P., Patidar J. K. Chapter 13 – Biostimulants for improving nutritional quality in legumes. 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.
Sehgal A., Sita K., Kumar J., Kumar S., Singh S., Siddique K.H.M., Nayyar H. Effects of Drought, Heat and Their Interaction on the Growth, Yield and Photosynthetic Function of Lentil (Lens culinaris Medikus) Genotypes Varying in Heat and Drought Sensitivity. Frontiers in plant science. 2017. Vol. 8. Р. 1776.
Shrestha S., Van’t Hag L., Haritos V.S., Dhital S. Lentil and Mungbean protein isolates: processing, functional properties, and potential food applications. Food Hydrocoll. 2023. P. 135.
Wellburn A. The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total caroteinds, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. J. Plant. Physiol. 1994. Is. 144. No 3. P. 307–313.
