The impact of humic acid fractions on swelling and germination of ‘Progres’ and ‘Nawiko’ soybean seeds under salt and water deficit stresses

• Autorzy: Gawlik A. , Golebiewska D. , Kulpa D. , Bejger R. , Matuszak-Slamani R. , Sienkiewicz M. , Wlodarczyk M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ frakcji kwasów huminowych na proces pęcznienia i kiełkowanie nasion soi odmian 'Progres' i 'Nawiko' w warunkach stresu solnego i stresu spowodowanego deficytem wody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A laboratory research was carried out to examine the impact of humic acids (HA) on swelling and germination of ‘Nawiko’ and ‘Progres’ soybean seeds under salt stress (50 mM dm−3 NaCl) and water deficit stress (−0.5 MPa) induced by polyethylene glycol (PEG) 6000. HA in the form of a dry preparation was obtained from peat using the IHSS method. Tests on swelling and germination used non-fractionate preparation (NFHA) and two of its molecular fractions obtained using Millipore filters with a 30 kDa cut-off point. This enabled us to obtain two fractions: with a higher molecular weight, above 30 kDa (HMHA), and a lower molecular weight, below 30 kDa (LMHA). The carbon concentration in HA solutions, used in all tests, was 0.005 g CHA dm−3. The results showed that HA mitigate the negative impact of salinity and water deficit on swelling and germination of soybean seeds.

PL

Przeprowadzono badania laboratoryjne nad wpływem kwasów huminowych (HA) na proces pęcznienia i kiełkowania nasion soi odmian ‘Nawiko’ i ‘Progres’ w warunkach stresu solnego (50 mM dm−3 NaCl) i stresu spowodowanego deficytem wody (−0.5 MPa), w wyniku zastosowania glikolu polietylenowego (PEG) 6000. HA uzyskano z torfu metodą IHSS w postaci suchego preparatu. W doświadczeniach z pęcznieniem i kiełkowaniem użyto preparatu nierozfrakcjonowanego (HANF) oraz dwóch jego frakcji cząsteczkowych, uzyskanych za pomocą filtrów Milipore o punkcie odcięcia 30 kDa: frakcję o masach cząsteczkowych większych od 30 kDa – HHA oraz frakcję o masach mniejszych od 30 kDa – LHA. Stężenie węgla w roztworach HA, we wszystkich doświadczeniach, wynosiło 0.005 gCKH dm−3. Otrzymane wyniki wskazują, że HA łagodzą negatywny wpływ stresu zasolenia i stresu spowodowanego deficytem wody na proces pęcznienia i kiełkowania nasion soi odmian ‘Nawiko’ i ‘Progres’.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2016
• Tom: 69
• Numer: 3
• Opis fizyczny: Article 1672 [10p.], fig.,ref.

Twórcy

autor

Gawlik A.

• Department of Physics and Agrophysics, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Papieza Pawla VI 3, 71-459 Szczecin, Poland

autor

Golebiewska D.

• Department of Plant Genetics, Breeding and Biotechnology, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

autor

Kulpa D.

• Department of Plant Genetics, Breeding and Biotechnology, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

autor

Bejger R.

• Department of Physics and Agrophysics, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Papieza Pawla VI 3, 71-459 Szczecin, Poland

autor

Matuszak-Slamani R.

• Department of Physics and Agrophysics, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Papieza Pawla VI 3, 71-459 Szczecin, Poland

autor

Sienkiewicz M.

• Department of Physics and Agrophysics, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Papieza Pawla VI 3, 71-459 Szczecin, Poland

autor

Wlodarczyk M.

• Department of General and Ecological Chemistry, West Pomeranian University of Technology, Szczecin, Slowackiego 17, 71-434 Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Furczak J. Aktywność biochemiczna gleby płowej pod soją uprawianą w różnych systemach. Acta Agrophysica. 2006;8(4):815–824.
• 2. Bujak K, Frant M. Wpływ mieszanek herbicydów na plonowanie i zachwaszczenie pięciu odmian soi. Acta Agrophysica. 2009;13(3):601–613.
• 3. Šařec O, Šařec P, Dobek T. Uprawa i zbiór soi. Inżynieria Rolnicza. 2006;4(79):255–261.
• 4. Bouslama M, Schapaugh WT. Stress tolerance in soybean. I. Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Sci. 1984;24(5):933–937. http://dx.doi.org/10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x
• 5. Brown EA, Caviness CE, Brown DA. Response of selected soybean cultivars to soil moisture deficit. Agron J. 1985;77:274–278. http://dx.doi.org/10.2134/agronj1985.00021962007700020022x
• 6. Kpoghomou BK, Sapra VT, Beyl CA. Screening for drought tolerance: soybean germination and its relationship to seedling responses. Journal of Agronomy and Crop Science. 1990;164:153–159. http://dx.doi.org/10.1111/j.1439-037X.1990.tb00801.x
• 7. Grzesiak S, Filek W, Pienkowski S, Nizioł B. Screening for drought resistance: evaluation of drought susceptibility index of legume plants under natural growth conditions. Journal of Agronomy and Crop Science. 1996;177:237–244. http://dx.doi.org/10.1111/j.1439-037X.1996.tb00241.x
• 8. Helms TC, Deckard E, Goos RJ, Enz JW. Soybean seedling emergence influenced by days of soil water stress and soil temperature. Agron J. 1996;88:657–661. http://dx.doi.org/10.2134/agronj1996.00021962008800040026x
• 9. Khan MA, Gul B, Weber DJ. Seed germination in relation to salinity and temperature in Sarcobatus vermiculatus. Biol Plant. 2002;45(1):133–135. http://dx.doi.org/10.1023/A:1015133515568
• 10. Khan MA, Gul B. Halophyte seed germination. In: Khan MA, Weber DJ, editors. Ecophysiology of high salinity tolerant plants. Dordrecht: Springer; 2008. p. 11–30.
• 11. Song J, Fan H, Zhao Y, Jia Y, Du X, Wang B. Effect of salinity on germination, seedling emergence, seedling growth and ion accumulation of a euhalophyte Suaeda salsa in an intertidal zone and on saline inland. Aquat Bot. 2008;88:331–337. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquabot.2007.11.004
• 12. Kaydan D, Yagmur M. Germination, seedling growth and relative water content of shoot in different seed sizes of triticale under osmotic stress of water and NaCl. Afr J Biotechnol. 2008;7:2862–2868.
• 13. Kaya MD, Ipek A, Öztürk A. Effects of different soil salinity levels on germination and seedling growth of safflower (Carthamus tinctorius L.). Turk J Agric For. 2003;27:221–227.
• 14. Park JH, Jeong HJ, de Lumen BO. Contents and bioactivities of lunasin, bowman-birk inhibitor and isoflavones in soybean seed. J Agric Food Chem. 2005;53:7686–7690. http://dx.doi.org/10.1021/jf0506481
• 15. Schiavon M, Pizzeghello D, Muscolo A, Vaccaro S, Francioso O, Nardi S. High molecular size hymic substances enhance phenylpropanoid metabolism in maize (Zea mays L.). J Chem Ecol. 2010;36:662–669. http://dx.doi.org/10.1007/s10886-010-9790-6
• 16. Garcia AC, Santos LA, Izquierdo FG, Rumjanek VM, Castro RN, dos Santos FS, et al. Potentialities of vermicompost humic acids to alleviate water stress in rice plants (Oryza satiya L.). J Geochem Explor. 2014;136:48–54. http://dx.doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.10.005
• 17. Trevisan S, Pizzeghello D, Ruperti B, Francioso O, Sassi A, Palme K, et al. Humic substances induce lateral root formation and expression of the early auxin-responsive IAA19 gene and DR5 synthetic element in Arabidopsis. Plant Biol. 2010;12(4):604–614. http://dx.doi.org/10.1111/j.1438-8677.2009.00248.x
• 18. Lewak S, Kopcewicz J. Fizjologia roślin. Wprowadzenie. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2009.
• 19. Swift RS. Organic matter characterization. In: Sparks DL, editor. Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods. Madison, WI: Soil Science Society of America, American Society of Agronomy; 1996. p. 1018–1020. [Soil Science Society of America book series; vol 5(3)].
• 20. Kumada K. Chemistry of soil organic matter. Tokyo: Japan Scientific Societies Press; 1987.
• 21. Lewak S. Regulacja procesów fizjologicznych przez czynniki endogenne. In: Kopcewicz J, Lewak S, editors. Fizjologia roślin. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN; 2002. p. 137–161.
• 22. Grzesiuk S. Fizjologia i biochemia nasion. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne; 1981.
• 23. Vaughan D, Malcom RE. Influence of humic substances on growth and physiological processes. In: Vaughan D, Malcolm RE, editors. Soil organic matter and biological activity. Dordrecht: Martinus Nijhoff / Junk W; 1985. p. 37–76. (Developments in Plant and Soil Sciences; vol 16). http://dx.doi.org/10.1007/978-94-009-5105-1_2
• 24. Chen Y, Aviad T. Effects of humic substances on plant growth. In: MacCarthy P, Clapp CE, Malcom RL, Bloom PR, editors. Humic substances in soil and crop science: selected readings. Madison, WI: American Society of Agronomy, Soil Science Society of America; 1990. p. 161–187.
• 25. Muscolo A, Sidari M, Francioso O, Tugnoli V, Nardi S. The auxin-like activity of humic substances is related to membrane interactions in carrot cell cultures. J Chem Ecol. 2007;33:115–129. http://dx.doi.org/10.1007/s10886-006-9206-9
• 26. Radhakrishnan R, Lee IJ. Spermine promotes acclimation to osmotic stress by modifying antioxidant, abscisic acid, and jasmonic acid signals in soybean. J Plant Growth Regul. 2013;32:22–30. http://dx.doi.org/10.1007/s00344-012-9274-8
• 27. Russell L, Stokes AR, Macdonald H, Muscolo A, Nardi S. Stomatal responses to humic substances and auxin are sensitive to inhibitors of phospholipase A2. Plant Soil. 2006;283:175–185. http://dx.doi.org/10.1007/s11104-006-0011-6
• 28. Young CC, Chen LF. Polyamines in humic acid and their effect on radical growth of lettuce seedlings. Plant Soil. 1997;195:143–149. http://dx.doi.org/10.1023/A:1004247302388
• 29. Michałek S, Borowski E. Kiełkowanie nasion i wzrost siewek krajowych odmian soi [Glycine max (L.) Merr.] w warunkach suszy. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin; 2002;223–224:195–201.

Identyfikatory

DOI

10.5586/aa.1672