Влияние повышенной концентрации сульфата калия в почве на рост и развитие Robinia pseudoacacia L. в условиях закрытого грунта

Аннотация. Засоление почвы является лимитирующим фактором для роста и развития многих растений, в том числе для робинии лжеакации (Robinia pseudoacacia L.), древесного вида, широко применяемых в агролесомелиорации и защитном лесоразведении. В условиях изменяющегося климата и усиленного воздействия антропогенных факторов проблема засоленности почв становится еще более актуальной. При изучении стресса от засоления чаще всего основное внимание уделяется изучению фитотоксичности солей натрия, однако устойчивость растений к высоким концентрациям ионов калия в почве изучена недостаточно. В связи с этим в условиях закрытого грунта был проведен анализ динамики жизненного состояния 4-месячных саженцев R. pseudoacacia при различной концентрации и длительности воздействия сульфата калия. Также с помощью ОТ-ПЦР-РВ был определен уровень транскрипционной активности гена NHX1, кодирующего белок-транспортер ионов. Первые отличия в интенсивности роста саженцев были отмечены через 5 дней от начала эксперимента при концентрации 100 мМ сульфата калия в почве. Спустя 14 дней эксперимента средняя длина и ширина молодых листьев, а также прирост растений в экспериментальной группе уменьшились на 1,2 см, 0,3 см и 1,4 см соответственно. Оводненность листьев у растений экспериментальной группы составила 60,3 %, в то время как у контрольных растений этот показатель составил 79,7 %. Относительный уровень экспрессии гена NHX1 увеличивался спустя 3 часа после полива 25 мМ раствором K₂SO₄. Спустя сутки транскрипционная активность NHX1 понижалась до уровня контрольной группы. Полученные данные согласуются с исследованиями по изучению фитотоксичности ионов натрия, что говорит о схожем механизме защитного ответа растений, вне зависимости от типа токсиканта.

Ключевые слова. засоление почвы, сульфат калия, NHX1, осмотический стресс, робиния лжеакация.

Цитирование. Панасенко П. А., Вишняков С. А., Крылов П. А. Влияние повышенной концентрации сульфата калия в почве на рост и развитие Robinia pseudoacacia L. в условиях закрытого грунта // Научно-агрономический журнал. 2026;2(133):72-79. DOI:10.34736/FNC.2026.133.2.008.72-79.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания № FNFE-2025-0013 «Управление экспрессией генов, вовлеченных в процесс адаптации к неблагоприятным факторам внешней среды, для улучшения хозяйственно-ценных признаков древесно-кустарниковых и культурных растений, используемых в агролесомелиорации».

Литература

Насирова А. И., Гасанова Т. А., Аскерова Г. Ф., Абасова Н. А. Моделирование электропроводности почвы для устойчивого землепользования в районах, подверженных засолению. Аграрный вестник Урала. 2025;25(8): 1199-1208.  doi: 10.32417/1997-4868-2025-25-08-1199-1208.

Терещенко Т. В., Жолобова О. О. Эффективные способы стерилизации семян Robinia pseudoacacia L. для введения в культуру in vitro. Научно–агрономический журнал. 2022;2(117): 62-67. doi: 10.34736/FNC.2022.117.2.008.62-67.

Третьякова А. В., Малов В. О., Крылов П. А. Гены древесно-кустарниковых растений, вовлеченные в формирование устойчивости к засухе и засоленности почв. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2025;17(3): 614-633. doi: 10.12731/2658-6649-2025-17-3-1118.

Brini F., Masmoudi K. Ion transporters and abiotic stress tolerance in plants. ISRN Mol Biol. 2012;2012: 927436. doi: 10.5402/2012/927436.

Engelbrecht B. M. J., Kursar T. A. Comparative drought-resistance of seedlings of 28 species of co-occurring tropical woody plants. Oecologia. 2003;136: 383-393.

Kumari S., Chhillar H., Chopra P., Khanna R. R., Khan M. I. R. Potassium: A track to develop salinity tolerant plants. Plant Physiol Biochem. 2021;167: 1011-1023. doi: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2021.09.031.

Li L., Ma X., Wang X., Liu C., Tang X., Geng D., Li X., Ding A., Shu J. Genome-wide identification and expression analysis of NHX gene family in ziziphus jujuba var. spinosa under salt and drought stress. Genes (Basel). 2026;17(3): 264. doi: 10.3390/genes17030264.

Liu C., Jiang X., Yuan Z. Plant responses and adaptations to salt stress: a review. Horticulturae. 2024;10(11): 1221. doi: 10.3390/horticulturae10111221.

Livak K. J., Schmittgen, T. D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method. Methods. 2001;25(4):402-408.

Lu C., Li L., Liu X., Chen M., Wan S., Li G. Salt Stress inhibits photosynthesis and destroys chloroplast structure by downregulating chloroplast development-related genes in robinia pseudoacacia seedlings. Plants (Basel). 2023;12(6):1283. doi: 10.3390/plants12061283.

Lu Y., Fricke W. Salt stress-regulation of root water uptake in a whole-plant and diurnal context. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(9): 8070. doi: 10.3390/ijms24098070.

Pantha P., Dassanayake M. Living with salt. Innovation (Camb). 2020;1(3): 100050. doi: 10.1016/j.xinn.2020.100050.

Pantha P., Oh D. H., Longstreth D., Dassanayake M. Living with high potassium: Balance between nutrient acquisition and K-induced salt stress signaling. Plant Physiol. 2023;191(2): 1102-1121. doi: 10.1093/plphys/kiac564.

Sade N., Del Mar Rubio-Wilhelmi M., Umnajkitikorn K., Blumwald E. Stress-induced senescence and plant tolerance to abiotic stress. J Exp Bot. 2018;69(4): 845-853. doi: 10.1093/jxb/erx235.

Sulaman S., Nadeem M., Shabaan M., Orman S., Anwar-ul-Haq M., Zulfiqar U. Exogenous application of nitrogen (N) and potassium (K) improves drought tolerance in plants: a review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 2025;25(2): 4850-4865. doi: 10.1007/s42729-025-02433-9.

Sun T. J., Fan L., Yang J., Cao R. Z., Yang C. Y., Zhang J., Wang D. M. A Glycine max sodium/hydrogen exchanger enhances salt tolerance through maintaining higher Na+ efflux rate and K+/Na+ ratio in Arabidopsis. BMC Plant Biol. 2019;19(1): 469. doi: 10.1186/s12870-019-2084-4.

Tian F., Chang E., Li Y., Sun P., Hu J., Zhang J. Expression and integrated network analyses revealed functional divergence of NHX-type Na+/H+ exchanger genes in poplar. Sci Rep. 2017;7(1): 2607. doi: 10.1038/s41598-017-02894-8.

Wang J., Abbas M., Wen Y., Niu D., Wang L., Sun Y., Li Y. Selection and validation of reference genes for quantitative gene expression analyses in black locust (Robinia pseudoacacia L.) using real-time quantitative PCR. PloS one. 2018;13(3): e0193076.

Wang Y., Wu. W. H. Potassium transport and signaling in higher plants. Annual review of plant biology. 2013;64:451-476. doi: 10.1146/annurev-arplant-050312-120153.

Yao X-C., Meng L-F., Zhao W-L., Mao G-L. Changes in the morphology traits, anatomical structure of the leaves and transcriptome in Lycium barbarum L. under salt stress. Front. Plant Sci. 2023;14: 1090366. doi: 10.3389/fpls.2023.1090366.

Zhang Y., Ma X., Liu H., Zhao L., He F., Li M., Chen L. Genome-wide characterization of NHX gene family in Medicago sativa under abiotic stress. BMC Plant Biol. 2025;25:1401. doi: 10.1186/s12870-025-07458-x.

Zhao W., Faust F., Schubert S. Potassium is a potential toxicant for Arabidopsis thaliana under saline conditions. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 2020;183(4): 455-467. doi: 10.1002/jpln.201900491.

Данная работа распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)