Журнал наноматериалов и молекулярных нанотехнологий

Реакция растений коровьего гороха (Vigna unguiculata L) на внекорневую подкормку селенатом натрия и наночастицами селена (SeNP)

Фатма Абд Эль Латиф Гариб, Ибрагим Мохамед Зейд, Сафия Мохамед Гази и Эман Закария Ахмед*

В настоящем исследовании описывается синтез и быстрое производство наночастиц селена (SeNP) путем восстановления селената в присутствии аскорбиновой кислоты (AA) в качестве восстановителя, покрытия и стабилизирующего агента. Образование наноразмерного селена при 10 мм селената натрия (Na2SeO4) и 1,5% AA было подтверждено появлением характерного пика поглощения поверхностного плазмона при 296 нм в УФ-видимых спектрах. Просвечивающая электронная микроскопия (TEM) показывает, что SeNP в основном сферические со средним диаметром приблизительно 33,4 нм. Картина рентгеновской дифракции (XRD) подтвердила кристаллическую форму, указывающую на размер частиц приблизительно 42,92 нм. Распределение размеров частиц SeNP составило приблизительно 45,9 нм по данным динамического рассеяния света (DLS). Анализ спектроскопии с преобразованием Фурье в инфракрасной области спектра (FTIR) показывает, что покрытие наночастиц селена аскорбиновой кислотой связывает SeNP с группой COO˗ аскорбиновой кислоты. В течение сезона 2016 года на экспериментальной ферме Хелуанского университета в Каире, Египет, был проведен эксперимент в горшке для оценки влияния листовых подкормок как Na2SeO4, так и химически синтезированных SeNP (≈ 33,4 нм) каждого в концентрации 0,0, 6,25, 12,5, 25 и 50 мкМ на вегетативный рост, урожайность и некоторые физиологические активности растений коровьего гороха (Vigna unguiculata L). Листовая подкормка Na2SeO4 и SeNP до 25 мкМ значительно увеличила критерии роста (т. е. длину корней и стебля, сырой и сухой вес корня, стебля и листьев, количество листьев и общую площадь листьев см2/растение), вес и качество семян по сравнению с соответствующими необработанными контрольными растениями. Применение Na2SeO4 и SeNP, особенно в концентрации 6,25 мкМ, увеличило общее количество фотосинтетических пигментов (TPP), общее количество углеводов (TC), общее количество растворимых белков (TSP) и различных минералов в листьях, что сопровождалось снижением общего количества растворимых сахаров (TSS). SeNP в концентрации 6,25 мкМ увеличило уровни гормонов роста индолилуксусной кислоты (ИУК), гибберелловой кислоты (ГА3) и цитокининов (ЦК) листьев коровьего гороха с относительно более низким содержанием абсцизовой кислоты (АБК) и более высоким соотношением ГА3/АБК, за которым следует Na2SeO4 в концентрации 6,25 мкМ, что объясняет увеличение параметров роста и веса семян у растений, обработанных SeNP и Na2SeO4, по сравнению с контрольными растениями. Исследование методом атомно-абсорбционной спектроскопии (AAS) выявило остаточное накопление наночастиц селена в листьях и семенах растений коровьего гороха при концентрации 50 мкМ. Просвечивающая электронная микроскопия показала небольшие темные отложения в клетках листьев, подвергшихся воздействию SeNP, которые, вероятно, возникли из наночастиц, абсорбированных листьями и перенесенных в семена. В заключение следует сказать, что применение SeNP и Na2SeO4 при концентрации 6,25 мкМ улучшило вегетативный рост, вес семян, пищевую ценность и качество растений и семян коровьего гороха.