The influence of a trout farm bottom sediments on the germination of seeds of some field crops
DOI:
https://doi.org/10.7868/S3034519726010066Keywords:
trout farm, Republic of Karelia, bottom sediments, field crops, seeds, germination, morphometric indicators, seedlingsAbstract
The study was conducted to evaluate the effectiveness of using bottom sediments from the impact zone of a trout farm in the Republic of Karelia for germinating seeds of common oats (Arkhan variety), winter rye (Falenskaya 4 variety), oilseed radish (Tambovchanka variety), and common peas (Jackpot variety). The experiment was conducted in laboratory conditions according to a standard methodology and with the following protocol: control – distilled water (DW); variant 1 – diluted with water in a ratio of 1:1 (DBS); and variant 2 – original bottom sediments (BS). The effect of bottom sediments was assessed based on seed germination and seedling morphometric parameters (root length, seedling height and weight). It was found that the use of bottom sediments characterized by increased potassium and calcium content increased seed germination and germination rates. Representatives of the Poaceae and Brassicaceae families responded more readily to treatment with bottom sediments than legumes. In oilseed radish, BS and DBS treatments increased laboratory seed germination by 10.5 and 12.2%, respectively, relative to the control (DW – 75.8%). In the experimental variants, the linear growth of R. sativus roots increased by 3.1-3.4 times, and that of S. cereale seedlings by 1.7 times, compared to DW (24.0 and 38.5 cm, respectively). Along with the increase in morphometric parameters, seedling weight increased, particularly in A. sativa due to stimulation of root growth (in BS and DBS – 0.207 g each, relative to DW – 0.148 g). The accelerated germination of oats, rye, and oilseed radish seedlings is likely also related to the chemical composition of their seeds and the rapid hydrolysis of reserve nutrients – carbohydrates and fats. The reduced rate of germination and growth of pea seedlings may be due to the fact that the hydrolysis substrate in the seeds is storage proteins, which degrade more slowly than carbohydrates. To reduce the negative impact of accumulating bottom sediments, including natural biogenic components and fish farm waste, on lake ecosystems in the northern taiga zone of the Republic of Karelia, it is promising to use them as organic fertilizers for agricultural production.
References
1. Андреев Н.Р., Гольдштейн В.Г., Вассерман Л.А. и др. Исследование модификации крахмала при проращивании зерна гороха, нута и голозерного ячменя // Достижения науки и техники АПК. 2020. № 12. С. 90–94. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-11215.
2. Балакина А.А., Нефедьева Е.Э., Ларикова Ю.С. Исследование строения и состава семенной оболочки гледичии и некоторых изменений в ее структуре при набухании // Аграрный вестник Урала. 2021. №3 (206). С. 46-52. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2021-206-03-46-52.
3. Белкина Н.А. Роль донных отложений в процессах трансформации органического вещества и биогенных элементов в озерных экосистемах // Труды Карельского научного центра РАН. 2011. № 4. С. 35–41.
4. Белкина Н.А., Кулик Н.В. Изучение современных донных отложений озер Заонежского полуострова // Общество. Среда. Развитие. 2019. № 4. С. 84–90.
5. Босак В.Н., Сачивко Т.В. Особенности аминокислотного состава и биологическая ценность белка бобовых овощных культур // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 37–40.
6. Воробьев В.Н., Невмержицкая Ю.Ю., Хуснетдинова Л.З. и др. Практикум по физиологии растений: учебно-методическое пособие. Казань: Казанский университет, 2013. 80 с.
7. Воронина Л.П., Моисеев А.О., Морачевская Е.В. и др. Влияние экзогенного использования аминокислот на рост и развитие растений // Агрохимия. 2025. № 3. С. 96–105. https://doi.org/10.31857/S0002188125030121.
8. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М.: Стандартинформ, 2011. 64 с.
9. ГОСТ Р 54000-2010. Удобрения органические. Сапропели. Общие технические условия. Москва: Стандартинформ, 2011. 15 с.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Книга по требованию, 2012. 352 с.
11. Дудакова Д.С., Капустина Л.Л., Митрукова Г.Г. и др. Состояние планктонных и бентосных сообществ шхерного района Ладожского озера вблизи садковых рыбоводных хозяйств // Труды ВНИРО. 2024. Т. 196. С. 163–178. https://doi.org/10.36038/2307-3497-2024-196-163-178.
12. Жарких О.А., Трухачев В.И., Ефанова Е.М. и др. Влияние коротких пептидов на рост и развитие проростков ячменя [Электронный ресурс] // АгроЭкоИнфо: Электронный научно-производственный журнал. 2023. № 6. URL: http://agroecoinfo.ru/STATYI/2023/6/st_603.pdf. https://doi.org/10.51419/202136603 (дата обращения 25.11.2025).
13. Зенькова М.Л., Акулич А.В. Влияние процесса проращивания зерен злаковых культур на их пищевую ценность // Хранение и переработка сельхозсырья. 2021. № 3. С. 26–53. https://doi.org/10.36107/spfp.2021.207.
14. Кучко Т.Ю., Ильмаст Н.В. Садковое форелеводство Республики Карелия: современная ситуация и перспективы развития // Главный зоотехник. 2016. № 11. C. 53–57.
15. Кушникова Л.Б., Мухрамова А.А., Аубакиров Б.С. и др. Оценка влияния выращивания товарной рыбы в садках на экологическое состояние водоема // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2022. № 2. С. 65–71. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2022-2-65-71.
16. Маркевич Д.В., Путятин Ю.В., Таврыкина О.М. Сравнительный анализ состава незаменимых аминокислот в основной продукции зерновых культур // Почвоведение и агрохимия. 2013. № 1 (50). С. 178–185.
17. Матвеев Ю.И., Аверьянова Е.В. Роль цистеина в формировании доменных структур папаина и легумина гороха, принимающих участие в ограниченном протеолизе // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2021. Т. 11. № 4. С. 642–650. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2021-11-4-642-650.
18. Матвеев Ю.И., Аверьянова Е.В. Об использовании пророщенных семян гороха с отделенными проростками в пищевых технологиях // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2024. Т. 14. № 1. С. 83–89. https://doi.org/10.21285/achb.901.
19. Миневич И.Э., Нечипоренко А.П., Гончарова А.А. и др. Исследование макронутриентов семян конопли в процессе кратковременного проращивания // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. № 4. С. 576–588. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2925-2022-12-4-576-588.
20. Мороз И.В., Павлюк А.Н., Сапунова Л.И. и др. Влияние энзиматической обработки на всхожесть и ферментативную активность семян рапса, овса и гороха // Биотехнология: достижения и перспективы развития. Сборник материалов V Международной научно-практической конференции. Минск, 2021. С. 90–93.
21. Позднякова О.В., Матюшев В.В., Аникиенко Т.И. Биохимия зерна, продуктов его переработки и комбикормов: учеб. пособие. Красноярск: Изд-во Красноярского государственного аграрного университета, 2009. 198 с.
22. Поморова Ю.Ю., Пятовский В.В., Бескоровайный Д.В. и др. Общий химический и аминокислотный состав семян наиболее распространенных масличных культур семейства Brassicaceae (обзор) // Масличные культуры. 2021. Вып. 3 (187). С. 78–90. https://doi.org/10.25230/2412-608Х-2021-3-187-78-90.
23. Рыжков Л.П., Дзюбук И.М., Горохов А.В. и др. Состояние водной среды и биоты при функционировании садковых форелевых хозяйств // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 2. С. 239–247.
24. Таврыкина О.М., Степуро М.Ф., Слободницкая Г.В. и др. Рациональное использование осадков сбросных каналов рыбхозов в овощеводстве // Academician L.S. Berg – 145. International Conference. Bender: Eco-TIRAS, 2021. С. 507–511.
25. Цыганов А.Р., Мастеров А.С., Плевко Е.А. Урожайность и качество семян редьки масличной в зависимости от применения микроудобрений и регуляторов роста // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 3. С. 68–72.
26. Шелехова Т.С., Лаврова Н.Б. Донные отложения озер Карелии: палеоэкологические и палеоклиматические реконструкции // Материалы докладов Всероссийской конференции, посвященной 50-летию Института геологии Карельского научного центра РАН «Геология Карелии от архея до наших дней». Петрозаводск: Институт геологии КарНЦ РАН, 2011. С. 204–212.
27. Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н., Лебедовский И.А. и др. Агрохимия биогенных элементов: учеб. пособие. Краснодар: КубГАУ, 2020. 223 с.
28. Электронный ресурс. Аминокислоты в составе удобрений и их роль в развитии растений. 2021. URL: https://yug-poliv.ru/article/aminokisloty-v-sostave-udobreniy-i-ikh-rol-v-razvitii-rasteniy/ (дата обращения 25.11.2025).
29. Электронный ресурс. Как аминокислоты спасают рассаду и ваш будущий урожай. 2025. URL: https://www.botanichka.ru/article/kak-aminokisloty-spasayut-rassadu-i-vash-budushhij-urozhaj/ (дата обращения 25.11.2025).
30. Drozdz D., Malinska K., Mazurkiewicz J. et al. Fish pond sediment from aquaculture production – current practices and potential for nutrient // Int. Agrophysics. 2020. № 34. P. 33–41. https://doi.org/10.31545/intagr/116394.
31. Rosental L., Perelman A., Nevo N. et al. Environmental and genetic effects on tomato seed metabolic balance and its association with germination vigor // BMC Genomics. 2016. Vol. 17. № 1047. https://doi.org/10.1186/s12864-016-3376-9.
32. Shao J., Huang K., Batool M. et al. Versatile roles of polyamines in improving abiotic stress tolerance of plants // Front. Plant Sci. 2022. №13:1003155. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1003155.
33. Yang Q., Zhao D., Liu Q. Connections between amino acid metabolisms in plants: lysine as an example // Front. Plant Sci. 2020. №11: 928. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00928.
Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда (проект № 25-16-00264)
