The effect of thermovermiculite on the early stages of vegetable growth and development

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Laboratory experiments on the use of expanded vermiculite for seed germination of five vegetable plant species promising for cultivation in the Kola Subarctic (Beta vulgaris L., Brassica oleracea L., Brassica oleracea L. var. botrytis L., Brassica rapa L. Chinese Cabbage Group, Lactuca sativa L.) were carried out. The research used two types of substrates from Kovdor vermiculite differing in firing conditions; agricultural soil was used as a control. Plant growth and development at the juvenile stage of ontogenesis differed significantly (p < 0.005) for three variants of the experiment. The best results were obtained in the variants with the use of vermiculite substrates, which promoted more intensive seed germination, growth of shoots and roots in seedlings of all five vegetable crops, compared to the control (soil). Significant differences in accumulation of green biomass by seedlings were observed only in the experiment with beetroot. In the other four species, the difference in seedling weight was insignificant. New type of thermovermiculite (TV2-H), obtained by firing in an innovative furnace of A.I. Nizhegorodov’s design, had a more pronounced positive effect on seed germination, seedling growth and root length of the studied species of vegetable crops, compared with Vipon-2 thermovermiculite. TV2-H thermovermiculite can be recommended for the use in crop production for germination of vegetable seeds.

About the authors

Maria A. Yartseva

Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: 468975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7560-6339
SPIN-code: 9820-0196

PhD student, leading engineer, Laboratory of introduction and acclimatization of plants, PolarAlpine Botanical GardenInstitute

18a Akademgorodok microdistrict, Apatity, Murmansk region, 184209, Russian Federation

Irina P. Kremenetskaya

Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: i.kremenetskaia@ksc.ru
ORCID iD: 0000-0003-3531-8273
SPIN-code: 7227-0180

Senior Researcher, Tananaev Institute of Chemistry

26a Akademgorodok st., Apatity, Murmansk region, 184209, Russian Federation

Lyubov A. Ivanova

Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: ivanova_la@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-7994-5431
SPIN-code: 5752-3648

Chief Researcher, Laboratory of Decorative Floriculture and Landscaping, PolarAlpine Botanical Garden-I nstitute - Subdivision of the Federal Research Centre, Kola Science Centre of Russian Academy of Sciences; Leading Researcher, Institute for Problems of Industrial Ecology of the North, Federal Research Center, Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences

18a Akademgorodok microdistrict, Apatity, Murmansk region, 184209, Russian Federation

Marina V. Slukovskaya

Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: m.slukovskaya@ksc.ru
ORCID iD: 0000-0002-5406-5569
SPIN-code: 8540-8055

старший научный сотрудник, лаборатория природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики, ФИЦ Кольский научный центр РАН ; Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева - обособленное подразделение федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр» Российской академии наук

14 Fersmana st., Apatity, Murmansk region, 184209, Russian Federation; 26a Akademgorodok st., Apatity, Murmansk region, 184209, Russian Federation

References

  1. Chepik FA. Stages of ontogenesis of woody plants and their use for diagnostic purposes. In: Conservation of forest genetic resources of Siberia: conference proceedings. Krasnoyarsk; 2011. p.147. (In Russ.).
  2. Naumenko NV, Potoroko IY, Naumenko EE. Application of the microphenological phase scale for the process of controlled germination of wheat grain. Bulletin of the South Ural state university. 2021;9(2):47–56. (In Russ.). doi: 10.14529/food210205
  3. Galston A, Davies P, Satter R. Zhizn’ zelenogo rasteniya [The life of the green plant]. Moscow: Mir publ.; 1983.
  4. Filippova GV, Androsova DN, Filippov EV, Prokopyev IA. Influence of temperature and precipitation on the morphology, growth, and stress resistance of seeds of some representatives of Northern flora. Russian Journal of Ecology. 2019;(6):410–418. (In Russ.). doi: 10.1134/S0367059719050044
  5. Bisenova GN, Sarmurzina ZS, Rakishev KB, Zakarya KD, Rakisheva AK. Development of a biosubstrate as a growth stimulator for growing organic types of agricultural crops. Bulletin of L.N. Gumilyov ENU. Bioscience Series. 2022;(4):37–44. (In Russ.). doi: 10.32523/2616–7034–2022–141–4–37–44
  6. Borisova NN, Sedenko DM, Ovcharov KE. Transformation of substances in corn seeds germinated at different temperatures. In: Biological basis for improving the quality of seeds of agricultural plants: conference proceedings. Moscow; 1964. p.87. (In Russ.).
  7. Vendilo G, Soldatova S, Avramova T. Substrates for growing vegetables without soil. Potato and vegetables. 1965;(10):26. (In Russ.).
  8. Bolotnikov DP. Vermikulit [Vermiculite]. Murmansk; 1964. (In Russ.).
  9. Lvova IA, Dyakonov YS. Mineralogical features of vermiculite deposits in the USSR as a criterion of their quality. In: Research and application of vermiculite. Leningrad: Nauka publ.; 1969. p.53–54. (In Russ.).
  10. Ivanova LA. Gidroponnoe vyrashchivanie dekorativno-¬tsvetochnykh rastenii s ispol’zovaniem vermikulita kovdorskogo mestorozhdeniya [Hydroponic cultivation of ornamental plants using vermiculite from the Kovdor deposit]. Apatity; 1989. (In Russ.).
  11. Ivanova LA, Slukovskaya MV, Kremenetskaya IP, Gorbacheva TT. Pora ozelenyat’ Arktiku. Innovatsionnye gazonnye tekhnologii dlya sozdaniya travyanogo pokrova razlichnogo naznacheniya v usloviyakh Zapolyar’ya [It’s time to green the Arctic. Innovative lawn technologies for creating grass for various purposes in the Arctic]. Apatity; 2020. (In Russ.).
  12. Ivanova LA. Technology for growing hybrid alstroemeria in the Arctic. Information leaflet: Murmansk intersectoral territorial center for social and information work and propaganda. 1996;(152):96. (In Russ.).
  13. Bukharov AF, Baleev DN, Bukharova AR. Kinetics of seed germination. Research methods and parameters. Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy. 2017;(2):5–19. (In Russ.).
  14. Ivanova LA, Kotelnikov VA. Perspektivy gidroponnogo vyrashchivaniya rastenii v usloviyakh Murmanskoi oblasti [Prospects for hydroponic growing of plants in the conditions of the Murmansk region]. Apatity; 2006. (In Russ.).
  15. Ivanova LA. Kovdor vermiculite — hydroponic substrate for northern crop production (Kola Peninsula). In: Ecology of the northern territories of Russia. Problems, situation forecast, development paths, solutions: conference proceedings. 2002. p.166–168. (In Russ.).
  16. Ivanova LA. Features of rapid formation of lawn phytocenosises in Polar region. Subtropical and ornamental horticulture. 2013;(49):224–227. (In Russ.).
  17. Nizhegorodov AI. Electric modular firing furnaces with an energy recovery system for firing vermiculite concentrates. New refractories. 2015;(10):22–27. (In Russ.). doi: 10.17073/1683–4518–2015–10–22–27
  18. Zvezdin AV, Nizhegorodov AI. Assessing energy efficiency of electric furnace suspended heating system for bulk material heat treatment. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2019;23(1):41–53. (In Russ.). doi: 10.21285/1814–3520–2019–1–41–53
  19. Ivanova LA, Kotelnikov VV, Bykova AE. Physico-¬chemical transformation of the mineral vermiculite into a substrate for growing plants. Vestnik MSTU. 2006;9(5):883–889. (In Russ.).
  20. Mosendz IA, Kremenetskaya IP. Evaluating the effect of vermiculite heat treatment methods for its application as a hydroponic substrate. Proceedings of the Fersman scientific session of the State Institute of Science and Technology of the Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2022;(19):248–252. (In Russ.). doi: 10.31241/FNS.2022.19.045
  21. Vysochkina LI, Vysochkina TN. Increasing crop yields due to accumulation of moisture in the soil. Tekhnicheskie nauki — ot teorii k praktike. 2014;(38):93–99. (In Russ.).
  22. Sotchenko VS, Gorbacheva AG, Vetoshkina IA, Solomko VI. Methodology for determining laboratory germination and seed vigor. Kukuruza i sorgo. 2021;(1):12–24. (In Russ.). doi: 10.25715/o8981–6773–2383-a
  23. Wellington P. Metodika otsenki prorostkov semyan [Methodology for assessing seed sprouts]. Moscow: Kolos publ.; 1973. (In Russ.).
  24. Alekseychuk GN, Laman NA. Fiziologicheskoe kachestvo semyan sel’skokhozyaistvennykh kul’tur i metody ego otsenki [Physiological quality of agricultural seeds and methods for its assessment]. Minsk; 2005. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».