Influence of lignoacids, a by-product of oxidation of plant raw materials into vanillin and cellulose, on radish seed germination

Marina A. Smirnova; Valery E. Tarabanko; Artem V. Korsakov; Svetlana N. Kapaeva; Konstantin L. Kaygorodov; Nikita S. Bukhryakov

doi:10.12731/2658-6649-2027-19-1-1807

Marina A. Smirnova Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0001-6506-3449
Valery E. Tarabanko Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0002-0501-3818
Artem V. Korsakov Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0009-0008-4912-3681
Svetlana N. Kapaeva Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0002-0607-4911
Konstantin L. Kaygorodov Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0000-0003-3156-3749
Nikita S. Bukhryakov Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН https://orcid.org/0009-0008-4930-9507

DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2027-19-1-1807

Ключевые слова: лигнокислоты, ростостимуляторы, редис, солома пшеницы, костра льна, сосна, ванилин, целлюлоза

Аннотация

Обоснование. Лигнокислоты (ЛК) – побочный продукт каталитического окисления растительного сырья в ванилин и целлюлозу. По составу они схожи с гуминовыми кислотами и могут обладать ростостимулирующей активностью. Поэтому изучение ростостимулирующих свойств ЛК для сельскохозяйственных растений представляется актуальным.

Цель. Изучение влияния условий окисления растительного сырья различных видов и условий проращивания редиса на ростостимулирующие свойства выделенных ЛК.

Материалы и методы. Оценивалась ростостимулирующая активность ЛК, выделенных из различных субстратов, на семенах редиса Raphanus sativus var radicula в лабораторных условиях при проращивании на фильтровальной бумаге. Оценивались энергия прорастания, всхожесть, длины корней и гипокотиля редиса, усреднённый и максимальный ростостимулирующий эффект (РСЭ).

Результаты. Все выделенные ЛК обладают значительным ростостимулирующим эффектом (РСЭ): отношение длины корней, выросших на седьмые-восьмые сутки под действием ЛК и в контроле имеет значение РСЭ = 1,3-2,0. Ростостимулирующий эффект возрастает в ряду РСЭ(ЛК Осины) << РСЭ(ЛК Костры льна) ≈ РСЭ(ЛК Соломы пшеницы) ≈ РСЭ(ЛК Сосны). Ростостимулирующий эффект оптимальных концентраций ЛК частично маскируется ингибирующим эффектом их высоких концентраций.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Marina A. Smirnova, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

к.х.н., научный сотрудник

Valery E. Tarabanko, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

д.х.н., главный научный сотрудник

Artem V. Korsakov, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

младший научный сотрудник

Svetlana N. Kapaeva, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

младший научный сотрудник

Konstantin L. Kaygorodov, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

младщий научный сотрудник

Nikita S. Bukhryakov, Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

лаборант

Литература

Анохина, О. В., & Кадуров, А. А. (2018). Влияние гуминовых препаратов на урожайность картофеля. Достижения науки и техники АПК, 32(12), 34–35. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-11209. EDN: https://elibrary.ru/YTBHKP

Броварова, О. В., & Броварова, Д. А. (2023). Гуминовые вещества торфа. Свойства и биологическая активность. Химия растительного сырья, 2, 301–309. https://doi.org/10.14258/jcprm.20230211727. EDN: https://elibrary.ru/AMUBXY

ГОСТ 12038 84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.

Дудкин, Д. В. (2021). Основы теории и технологии механохимической переработки древесных отходов и торфа в препараты гуминовой природы [Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук]. СибГТУ. EDN: https://elibrary.ru/HLAFUH

Дудкин, Д. В., & Федяева, И. М. (2018). Малоотходная технология получения растворов гуминовых веществ из торфа различного ботанического состава и степени разложения. Химия растительного сырья, 2, 175–182. https://doi.org/10.14258/jcprm.2018023356. EDN: https://elibrary.ru/XQIGZF

Ефанов, М. В., & Черненко, П. П. (2010). Получение азотсодержащих гуминовых препаратов из торфа. Химия твёрдого топлива, 1, 67–71. EDN: https://elibrary.ru/KYNPGB

Ефанов, М. В., Галочкин, А. И., & Черненко, П. П. (2008). Получение оксигуматов натрия из торфа. Химия твердого топлива, 2, 24–28. EDN: https://elibrary.ru/ISCHSL

Ефанов, М. В., Галочкин, А. И., Шотт, П. Р., Дудкин, Д. В., & Клепиков, А. Г. (2001). Азотсодержащее органоминеральное удобрение на основе древесных отходов. Журнал прикладной химии, 10, 1719–1721. EDN: https://elibrary.ru/WNDRXB

Кривошеев, С. И., & Шумаков, В. А. (2022). Использование ростостимулирующих биопрепаратов для предпосевной обработки семян в первичном семеноводстве озимой пшеницы. Международный сельскохозяйственный журнал, 6, 665–668. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_65_6_6654. EDN: https://elibrary.ru/GTUPCE

Малхасян, А. Б., Соловьёва, М. В., Петрова, О. Г., & Романов, П. В. (2022). Влияние гуминовых препаратов на формирование урожая и качество белокочанной капусты. Молочнохозяйственный вестник, 47(3), 104–119. https://doi.org/10.52231/2225-4269_2021_3_104. EDN: https://elibrary.ru/BRVFHV

Назранов, Х. М., & Назранов, Б. Х. (2022). Влияние использования лигногумата на урожайность и качественные параметры томата в овощном севообороте. Известия Кабардино Балкарского государственного аграрного университета им. В. М. Кокова, 3(37), 18–25. https://doi.org/10.55196/2411-3492-2022-3-37-18-25. EDN: https://elibrary.ru/IDAFCW

Пашкова, Г. И., & Кузьминых, А. Н. (2016). Роль гуматов в повышении урожайности зерна яровой пшеницы. Вестник Марийского Государственного Университета, 2(1), 48–50. EDN: https://elibrary.ru/VZSEKL

Полиенко, Е. А. (2011). Влияние гуминовых удобрений на урожайность картофеля. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 9, 48–49. EDN: https://elibrary.ru/NYGJYX

Попов, А. И. (2004). Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. СПб.

Пронько, Н. А., Пронько, В. В., & Степанченко, Д. А. (2017). Влияние гуминовых препаратов на продуктивность томата на орошаемых каштановых почвах саратовского Заволжья. Аграрный научный журнал. Естественные науки, 9, 24–27.

Смирнова, М. А., Тарабанько, В. Е., Кайгородов, К. Л., Корсаков, А. В., Голубков, В. А., & Челбина, Ю. В. (2025). Влияние лигнокислот, побочного продукта окислительной переработки сосновой и осиновой древесины в ванилин и целлюлозу, на прорастание семян редиса Raphanus sativus var. radicula. Химия растительного сырья, 4, 456–465. https://doi.org/10.14258/jcprm.20250418019. EDN: https://elibrary.ru/MZYFVT

Смирнова, М. А., Тарабанько, В. Е., Челбина, Ю. В., Кайгородов, К. Л., & Орешина, И. Д. (2024). Ростостимулирующая активность лигнокислот — побочного продукта окисления растительного сырья в ванилин и целлюлозу. Химия растительного сырья, 4, 427–437. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240415852. EDN: https://elibrary.ru/FOVVNW

Чудаков, М. И. (1983). Промышленное использование лигнина. Лесная промышленность.

Berbara, R. L. L., & Garcia, A. C. (2014). Humic substances and plant defense metabolism. В P. Ahmad & M. R. Wani (Ред.), Physiological mechanisms and adaptation strategies in plants under changing environment (pp. 297–319). Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8591-9_11

Cacco, G., & Dell’Angola, G. (1984). Plant growth regulator activity of soluble humic complexes. Canadian Journal of Soil Science, 64, 225–228. https://doi.org/10.4141/cjss84-023

Dell’Angola, G., & Nardi, S. (1987). Hormone like effect and enhanced nitrate uptake induced by depolycondensed humic fractions obtained from Allolobophora rosea and A. caliginosa faeces. Biology and Fertility of Soils, 4(3), 115–118. https://doi.org/10.1007/BF00256983. EDN: https://elibrary.ru/UAHFJU

El Ghamry, A. M., Abd El Hai, K. M., & Ghoneem, K. M. (2009). Amino and humic acids promote growth, yield and disease resistance of faba bean cultivated in clayey soil. Australian Journal Basic and Applied Science, 3(2), 731–739. EDN: https://elibrary.ru/DBVALQ

Golubkov, V. A., Tarabanko, V. E., Kaigorodov, K. L., Shestakov, S. L., Chelbina, Y. V., Smirnova, M. A., Popov, A. A., Skripnikov, Vigul, D. O., & Borovkova, V. S. (2023). Chemical processing of agricultural wastes into vanillin, pulp and glucose. Khimiya Rastitel’nogo Syr’ya, 4, 137–145. https://doi.org/10.14258/jcprm.20230413782. EDN: https://elibrary.ru/NJZGKI

Nardi, S., Pizzeghello, D., Muscolo, A., & Vianello, A. (2002). Physiological effects of humic substances on higher plants. Soil Biology and Biochemistry, 34, 1527–1536. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(02)00174-8. EDN: https://elibrary.ru/BDAFAP

Piccolo, A., Nardi, S., & Concheri, G. (1992). Structural characteristics of humic substances as related to nitrate uptake and growth regulation in plant systems. Soil Biology and Biochemistry, 24(4), 373–380. https://doi.org/10.1016/0038-0717(92)90197-6

Rose, M. T., Patti, A. F., Little, K. R., Brown, A. L., Jackson, W. R., & Cavagnaro, T. R. (2014). A meta analysis and review of plant growth response to humic substances: practical implications for agriculture. Advances in Agronomy, 124, 37–89. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800138-7.00002-4

Stevenson, F. J. (1994). Humus chemistry: genesis, composition, reactions. Wiley.

Tarabanko, V. E., & Tarabanko, N. (2017). Catalytic oxidation of lignins into the aromatic aldehydes: general process trends and development prospects. International Journal of Molecular Sciences, 18, 2421. https://doi.org/10.3390/ijms18112421. EDN: https://elibrary.ru/XNNGSH

Tarabanko, V. E., Kaygorodov, K. L., Kazachenko, A. S., Smirnova, M. A., Chelbina, Yu. V., Kosivtsov, Yu., & Golubkov, V. A. (2023). Mass transfer in the processes of native lignin oxidation into vanillin via oxygen. Catalysts, 13, 1490. https://doi.org/10.3390/catal13121490. EDN: https://elibrary.ru/OKXUOA

References

Anokhina, O. V., & Kadurov, A. A. (2018). The effect of humic preparations on potato yield. Achievements of Science and Technology of Agro-Industrial Complex, 32(12), 34–35. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2018-11209. EDN: https://elibrary.ru/YTBHKP

Brovarova, O. V., & Brovarova, D. A. (2023). Peat humic substances: Properties and biological activity. Chemistry of Plant Raw Material, 2, 301–309. https://doi.org/10.14258/jcprm.20230211727. EDN: https://elibrary.ru/AMUBXY

GOST 12038 84. Seeds of agricultural crops. Methods for determination of germination.

Dudkin, D. V. (2021). Fundamentals of the theory and technology of mechanochemical processing of wood waste and peat into humic preparations [Doctoral dissertation abstract]. SibGTU. EDN: https://elibrary.ru/HLAFUH

Dudkin, D. V., & Fedyaeva, I. M. (2018). Low waste technology for obtaining humic substance solutions from peat of different botanical composition and degree of decomposition. Chemistry of Plant Raw Material, 2, 175–182. https://doi.org/10.14258/jcprm.2018023356. EDN: https://elibrary.ru/XQIGZF

Efanov, M. V., & Chernenko, P. P. (2010). Obtaining nitrogen containing humic preparations from peat. Solid Fuel Chemistry, 1, 67–71. EDN: https://elibrary.ru/KYNPGB

Efanov, M. V., Galochkin, A. I., & Chernenko, P. P. (2008). Obtaining sodium oxyhumates from peat. Solid Fuel Chemistry, 2, 24–28. EDN: https://elibrary.ru/ISCHSL

Efanov, M. V., Galochkin, A. I., Shott, P. R., Dudkin, D. V., & Klepikov, A. G. (2001). Nitrogen containing organomineral fertilizer based on wood waste. Journal of Applied Chemistry, 10, 1719–1721. EDN: https://elibrary.ru/WNDRXB

Krivosheev, S. I., & Shumakov, V. A. (2022). The use of growth stimulating biopreparations for pre sowing seed treatment in primary seed production of winter wheat. International Agricultural Journal, 6, 665–668. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_65_6_6654. EDN: https://elibrary.ru/GTUPCE

Malkhasyan, A. B., Solovyova, M. V., Petrova, O. G., & Romanov, P. V. (2022). Effect of humic preparations on yield formation and quality of white cabbage. Dairy Farming Bulletin, 47(3), 104–119. https://doi.org/10.52231/2225-4269_2021_3_104. EDN: https://elibrary.ru/BRVFHV

Nazranov, Kh. M., & Nazranov, B. Kh. (2022). Effect of lignohumate use on tomato yield and quality parameters in vegetable crop rotation. Proceedings of Kabardino Balkarian State Agrarian University named after V. M. Kokov, 3(37), 18–25. https://doi.org/10.55196/2411-3492-2022-3-37-18-25. EDN: https://elibrary.ru/IDAFCW

Pashkova, G. I., & Kuzminykh, A. N. (2016). The role of humates in increasing spring wheat grain yield. Bulletin of the Mari State University, 2(1), 48–50. EDN: https://elibrary.ru/VZSEKL

Polienko, E. A. (2011). Effect of humic fertilizers on potato yield. International Journal of Applied and Fundamental Research, 9, 48–49. EDN: https://elibrary.ru/NYGJYX

Popov, A. I. (2004). Humic substances: Properties, structure, formation. Saint Petersburg.

Pron’ko, N. A., Pron’ko, V. V., & Stepanchenko, D. A. (2017). Effect of humic preparations on tomato productivity on irrigated chestnut soils of the Saratov Trans Volga region. Agrarian Scientific Journal. Natural Sciences, 9, 24–27.

Smirnova, M. A., Tarabanko, V. E., Kaigorodov, K. L., Korsakov, A. V., Golubkov, V. A., & Chelbina, Yu. V. (2025). Effect of lignic acids, a by product of oxidative processing of pine and aspen wood into vanillin and cellulose, on germination of radish seeds (Raphanus sativus var. radicula). Chemistry of Plant Raw Material, 4, 456–465. https://doi.org/10.14258/jcprm.20250418019. EDN: https://elibrary.ru/MZYFVT

Smirnova, M. A., Tarabanko, V. E., Chelbina, Yu. V., Kaigorodov, K. L., & Oreshina, I. D. (2024). Growth stimulating activity of lignic acids — a by product of oxidation of plant raw material into vanillin and cellulose. Chemistry of Plant Raw Material, 4, 427–437. https://doi.org/10.14258/jcprm.20240415852. EDN: https://elibrary.ru/FOVVNW

Chudakov, M. I. (1983). Industrial use of lignin. Lesnaya Promyshlennost.