С.И. Лоскутов, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией промышленных биотехнологических инноваций
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55
S.I. Loskutov, Candidate of Agricultural Sciences, head of the laboratory for industrial biotechnological innovations
191014, Saint-Petersburg, Liteyny Av., 55
Я.В. Пухальский, научный сотрудник лаборатории промышленных биотехнологических инноваций
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55
Ya.V. Pukhalsky, researcher of the laboratory for industrial biotechnological innovations
191014, Saint-Petersburg, Liteyny Av., 55
Н.И. Воробьев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биоразнообразия сельскохозяйственных микроорганизмов
196608, Санкт-Петербург, г. Пушкин, шоссе Подбельского, д. 3
N.I. Vorobiev, Candidate of Technical Sciences, leading researcher, Agricultural Microorganism Biodiversity Laboratory
196600, Saint-Petersburg, Pushkin, Podbelskiy Sh., 3
О.В. Астафьева, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории структурной переработки биоресурсов
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., 55
O.V. Astafieva, Candidate of Biological Sciences, researcher, Bioresource Structural Processing Laboratory
191014, Saint-Petersburg, Liteyny Av., 55
А.И. Осипов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела химической мелиорации и опытного дела
195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14
A.I. Osipov, Doctor of Agricultural Sciences, professor, main researcher of the department of chemical melioration and experimental activities
195220, Saint-Petersburg, Grazhdanskiy pr, 14
А.И. Якубовская, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, руководитель отдела сельскохозяйственной микробиологии
295453, Республика Крым, г.Симферополь, ул. Киевская, 150
A.I. Yakubovskaya, Candidate of Biological Sciences, leading researcher, head of the department of agricultural microbiology
295493, Republic of Crimea, Simferopol, Kievskaya Str., 150
В.Р. Турковская, инженер-исследователь аналитической лаборатории
195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14
V.R. Turkovskaya, research engineer, Analytical Laboratory
195220, Saint-Petersburg, Grazhdanskiy pr, 14
И.А. Каменева, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией физиологии и экологии микроорганизмов
295453, Республика Крым, г.Симферополь, ул. Киевская, 150
I.A. Kameneva, Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher, head of the laboratory for physiology and ecology of microorganisms
295493, Republic of Crimea, Simferopol, Kievskaya Str., 150
В.В. Космин, инженер-исследователь лаборатории климатических испытаний
196624, г. Санкт-Петербург, Валдайская, 9
V.V. Kosmin, research engineer, Climate Testing Laboratory
196624, Saint-Petersburg, Valdayskaya Str., 9
М.П. Сакович, директор компании
196624, г. Санкт-Петербург, Валдайская, 9
M.P. Sakovich, Company Director
196624, Saint-Petersburg, Valdayskaya Str., 9
Исследование посвящено оценке влияния экстракта зоогумуса как нового типа органического удобрения, полученного из экскрементов личинок черной львинки (Hermetia illucens), на изменения в биохимическом профиле микрозелени зернового амаранта на примере двух экологически пластичных сортов – Харьковский и Воронежский. Цель работы – сравнительный анализ изменения качественных и количественных показателей биоаккумуляции органических, амино- и жирных кислот в молодых проростках растений, выращенных на различных удобрительных фонах. Эксперимент проводили в контролируемых условиях гроутента в течение семи суток. Семена проращивали в пластиковых лотках, заполненных кокосовым волокном. Добавку экстракта зоогумуса в концентрациях 0,5; 1,0 и 3,0 % сравнивали с увлажнением субстрата жидким трехкомпонентным минеральным удобрением, традиционно используемым в гидропонике. Удобрения вносили разово, в момент раскладки семян по поверхности субстрата. Контролем выступал вариант с поливом водопроводной кипяченой водой. Биохимический состав полученной зеленой биомассы анализировали методами капиллярного электрофореза и газовой хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ-МС). На примере аминокислот оценивали индекс повышения питательной ценности и адаптационного потенциала полученной биомассы при перераспределении данных компонентов из семян в молодые побеги. Максимальный прирост биомассы у обоих сортов на 28 % относительно контроля наблюдался при использовании добавки зоогумуса в концентрации 1,0 %. На минеральном фоне прибавка у сорта Харьковский составила 11 % и 38 % – у сорта Воронежский. Концентрация 3,0 % вызвала ингибирование роста, вероятно, из-за избытка питательных элементов в составе суспензии. Разница по высоте побегов на уровне 11 % наблюдалась только у сорта Воронежский на вариантах с добавлением органики. Сорт Воронежский проявил лучшую отзывчивость на внесение органической добавки: сумма незаменимых аминокислот (НАМ) увеличилась на 15–18 %, а доля ненасыщенных жирных кислот (ННЖК), таких как линолевая и α-линоленовая, достигла 80 % от общего количества ЖК. Биохимический анализ выявил значительное увеличение содержания щавелевой кислоты у обоих сортов при добавлении зоогумуса в концентрации 1 и 3 %. Результаты были сопоставимы с внесением минеральных удобрений. Это очевидно связано с адаптацией растений к окислительному стрессу и детоксикацией кальция. При этом вариант с добавкой 0,5 % зоогумуса демонстрировал близкие к контролю значения, минимизируя риски накопления оксалатов. Анализ индексов согласованности также подтвердил, что внесение зоогумуса в данной концентрации обеспечивает оптимальную когерентность аминокислотного профиля, приближая его к эталонным значениям в семенах. Результаты имеют практическое значение для развития органического земледелия, пищевой промышленности и создания функциональных продуктов питания с повышенной биоэнергетической ценностью. Для экологического выращивания в органической гидропонике и получения функционального продукта питания больше подходит сорт Воронежский.
The current study deals with the estimation of the effect of zoohumus extract, a new type of organic fertilizer obtained from the excrement of black soldier fly larvae (Hermetia illucens), on changes in the biochemical profile of grain amaranth microgreens using two ecologically adaptive varieties ‘Kharkovsky’ and ‘Voronezhsky’. The purpose of the current study was to comparatively analyze changes in the qualitative and quantitative bioaccumulation of organic, amino, and fatty acids in young plant seedlings grown under different fertilization conditions. The trial was conducted under controlled conditions in a grow tent for 7 days. The seeds were germinated in plastic trays filled with coconut fiber. The zoohumus additive at concentrations of 0.5, 1.0 and 3.0 % was compared to substrate moistened with a liquid three-component mineral fertilizer, traditionally used in hydroponics. The fertilizers were applied once, when the seeds were spread on the substrate surface. The variant with boiled tap water watering served as the control. The biochemical composition of the obtained green biomass was analyzed using capillary electrophoresis and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Using amino acids as an example there has been estimated the increase in nutritional value and adaptive potential of the obtained biomass through the redistribution of these components from seeds to young shoots. There was a maximum biomass increase for both varieties by 28 % relative to the control, when added zoohumus at a concentration of 1.0 %. With a mineral supplement, the increase of the variety ‘Kharkovsky’ was 11 % and that of the variety ‘Voronezhsky’ was 38 %. A concentration of 3.0 % has inhibited the growth, likely due to excess nutrients in the suspension. A difference in shoot height of 11% was established only for the variety ‘Voronezhsky’ in the variants when added organics. The variety ‘Voronezhsky’ has demonstrated better response to the organic additive with the total essential amino acids (EAAs) increase by 15–18 %, and the proportion of unsaturated fatty acids (UFAs), such as linoleic and α-linolenic, reached 80 % of the total FAs. Biochemical analysis has revealed a significant increase in oxalic acid content in both varieties when added zoohumus at concentrations of 1 and 3 %. The results were comparable to those obtained with mineral fertilizers. This is clearly related to the adaptation of plants to oxidative stress and calcium detoxification. Moreover, the variant with 0.5 % zoohumus demonstrated values close to the control, minimizing the risk of oxalate accumulation. The analysis of consistency indices has also confirmed that adding zoohumus at this concentration can ensure optimal coherence of the amino acid profile, making it closer to seed reference values. These results have practical implications for the development of organic farming, food industry, and development of functional foods with increased bioenergetic value. The variety ‘Voronezhsky’ is more suitable for organic hydroponics cultivation and functional food production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.