Применение водной суспензии пористых наночастиц SiO2, содержащих 9,10-дифенилантрацен, в агрофотонике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ультразвуковым диспергированием получена водная коллоидная суспензия наночастиц пористого диоксида кремния, содержащая органический люминофор 9,10-дифенилантрацен. Средний размер наночастиц суспензии – 15–25 нм. Данная суспензия обладает характерным спектром поглощения для дифенилантрацена в области от 345 до 420 нм и спектром фотолюминесценции в области от 400 до 550 нм. Полученная суспензия использована для полива при выращивании луковичных растений (лук репчатый, лилии и гладиолусы) в условиях короткого светового периода с дополнительным освещением фитолампой на основе светодиодов с красным и синим спектрами свечения. Установлено, что применение этой суспензии с наночастицами, попадающими в растения в качестве искусственного фотосинтетического пигмента, ускоряло рост луковичных растений в среднем на 15–20% по сравнению с контрольными образцами при одинаковых условиях освещения.

Об авторах

Б. М. Гареев

Институт нефтехимии и катализа – обособленное структурное подразделение
Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gareev-bulat@yandex.ru
Россия, 450075, Уфа, просп. Октября, 141

Г. Л. Шарипов

Институт нефтехимии и катализа – обособленное структурное подразделение
Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: gareev-bulat@yandex.ru
Россия, 450075, Уфа, просп. Октября, 141

О. В. Ласточкина

Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение
Уфимского федерального исследовательского центра РАН

Email: gareev-bulat@yandex.ru
Россия, 450054, Уфа, просп. Октября, 71

Список литературы

  1. Singh S., Agrawal S.B., Agrawal M. Role of light in plant development // Inter. J. Plant Environ. 2015. V. 53. P. 43–56.
  2. Kyriacou M.C., Rouphael Y., Di Gioia F., Kyratzis A., Serio F., Renna M., De Pascale S., Santamaria P. Micro-scale vegetable production and the rise of microgreens // Trend. Food Scitechnol. 2016. V. 57. P. 103–115.
  3. Kim Y.J., Kim H.M., Jeong B.R., Lee H.J., Hwang S.J. Iceplant growth and phytochemical concentrations are affected by light quality and intensity of monochromatic light–emitting diodes // Hortic. Environ. Biot. 2018. V. 59. P. 529–536.
  4. Monostori I., Heilmann M., Kocsy G., Rakszegi M., Ahres M., Altenbach S.B., Szalai G., Pál M., Toldi D., Sarkadi L.S., Harnos N., Galiba G., Darko E. LED lighting – modification of growth, metabolism, yield and flour composition in wheat by spectral quality and intensity // Front. Plant Sci. 2018. V. 9. P. 605.
  5. Deepika A., Ankit S.S., Amarjeet S. Dark-induced hormonal regulation of plant growth and development // Front. Plant Sci. 2020. V. 11. 581666.
  6. Евлаков П.М., Бычков А.А., Заплетин В.Ю. Воздействие светодиодных и натриевых облучателей на рост и развитие растений, выращенных методом клонального микроразмножения (in vitro) // Вестн. ВГУ. Сер.: хим., биол., фармация. 2020. № 4. С. 43–49.
  7. Kozai T., Niu G., Takagaki M. Plant factory: an indoor vertical farming system for efficient quality food production. USA: Academic Press, 2015. 438 p.
  8. Lastochkina O., Aliniaeifard S., Seifikalhor M., Bosacchi M., Maslennikova D., Lubyanova A. Novel approaches for sustainable horticultural crop production: advances and prospects // Horticulturae. 2022. V. 8. P. 910.
  9. Tennessen D.J., Singsaas E.L., Sharkey T.D. Light-emitting diodes as a light source for photosynthesis research // Photosynthes. Res. 1994. V. 39. P. 85–92.
  10. Kim S.J., Hahn E.J., Heo J.W., Paek K.Y. Effects of LEDs on net photosynthetic rate, growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro // Sci. Horticulturae. 2004. V. 101. P. 143–151.
  11. Breive K., Tamulaitis G., Duchovskis P., Bliznikas Z., Ulinskaite R., Brazaityte A., Novickovas A., Zukauskas A. High-power light-emitting diode based facility for plant cultivation // J. Physic. D: Appl. Physic. 2005. V. 38. P. 3182–3187.
  12. Bayat, L., Arab M., Aliniaeifard S., Seif M., Lastochkina O., Li T. Effects of growth under different light spectra on the subsequent high light tolerance in rose plants // AoB Plants. 2018. V. 10. № 5. P. 52.
  13. Samuolienė G., Viršilė A., Brazaitytė A., Jankauskienė J., Sakalauskienė S., Vaštakaitė V., Novickovas A., Viske-liene A., Sasnauskas A., Duchovskis P. Blue light dosage affects carotenoids and tocopherols in microgreens // Food Chem. 2017. V. 228. P. 50–56.
  14. Hasan M.M., Bashir T., Ghosh R., Lee S.K., Bae H. An overview of LEDs’ effects on the production of bioactive compounds and crop quality // Molecule. 2017. V. 22. P. 1–12.
  15. Ferrón-CarrilloCarrillo F., Guil-Guerrero J.L., Gon-zález-Fernández M.J., Lyashenko S., Battafarano F., da Cunha-Chiamolera T.P.L., Urrestarazu M. LED enhances plant performance and both carotenoids and nitrates profiles in lettuce // Plant Foods Human Nutrit. 2021. V. 76. № 2. P. 210–218.
  16. Paradiso R., Proietti S. Light-quality manipulation to control plant growth and photomorphogenesis in greenhouse horticulture: the state of the art and the opportunities of modern LED systems // J. Plant Growth Regul. 2022. V. 41. P. 742–780.
  17. Di Q., Li J., Du Y., Wei M., Shi Q., Li Y., Yang F. Combination of red and blue lights improved the growth and development of eggplant (Solanum melongena L.) seedlings by regulating photosynthesis // J. Plant Growth Regul. 2021. V. 40. № 4. P. 1477–1492.
  18. Rabinowitch E.I., Govindjee G. The role of chlorophyll in photosynthesis // Sci. Amer. 1965. V. 213. № 1. P. 74–83.
  19. Giraldo J.P., Landry M.P., Faltermeier S.M., McNicholas T.P., Iverson N.M., Boghossian A.A., Reuel N.F., Hilmer A.J., Sen F., Brew J.A., Strano M.S. // Plant nanobionics approach to augment photosynthesis and biochemical sensing // Nature Mater. 2014. V. 13. № 4. P. 400–408.
  20. Berlman I.B. Handbook of fluorescence spectra of aromatic molecules. N.Y.: Academic Press, 1971. 473 p.
  21. Sharipov G.L., Abdrakhmanov A.M., Gareev B.M., Tukhbatullin A.A. Porous SiO2 nanoparticles containing ruthenium or sulfur compounds: sonochemical producing and sonoluminescence in aqueous suspensions // Ultrasonics Sonochem. 2020. V. 61. P. 104842.
  22. Agliullin M.R., Danilova I.G., Faizullin A.V., Amarantov S.V., Bubennov S.V., Prosochkina T.R., Grigor’eva N.G., Paukshtis E.A., Kutepov B.I. Sol-gel synthesis of mesoporous aluminosilicates with a narrow pore size distribution and catalytic activity thereof in the oligomerization of dec-1-ene // Microporous Mesoporous mater. 2016. V. 230. P. 118–127.
  23. Mokronosova A.T. Small workshop on plant physiology. Moscow: Moscow State University, 1994. 184 p.
  24. Hedayatifar L., Irani E., Mazarei M., Rasti S., Azar Y.T., Rezakhani A., Mashaghi A., Shayeganfar F., Anvari M., Heydari T., Tabar A.R., Nafari N., Vesaghi M., Asgari R., Tabar M.R.R. Optical absorption and electronic spectra of chlorophylls a and b // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 109778–109785.

Дополнительные файлы


© Российская академия наук, 2023