vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2024-381-4-101-107vetpress-3033Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYИспользование гермикомпоста Hermetia illucens в технологии выращивания микрозелени бобовых культурUse of Hermetia illucens hermicompost in the technology of growing legume microgreenshttps://orcid.org/0000-0001-5233-3497ПухальскийЯ. В.PuhalskyJ. V.

Ян Викторович Пухальский, инженер-исследователь

Литейный пр-т, 55, Санкт-Петербург, 191014

Jan Viktorovich Puhalsky, Research Engineer 

55 Liteiny prospect, St. Petersburg, 191014

puhalskyyan@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8102-2900ЛоскутовС. И.LoskutovS. I.

Святослав Игоревич Лоскутов, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Литейный пр-т, 55, Санкт-Петербург, 191014

Svyatoslav Igorevich Loskutov, Candidate Agricultural Sciences, Senior Researcher

55 Liteiny prospect, St. Petersburg, 191014

   

lislosk@mail.ruСидороваВ. Р.SidorovaV. R.

Валерия Романовна Сидорова, инженер по технике безопасности 

Крапивный пер., 5, Санкт-Петербург, 195277

Valeria Romanovna Sidorova, Safety Engineer

5 Krapivnyj lane, St. Petersburg, 195277

liatolani@mail.ruЯкубовскаяА. И.YakubovskayaA. I.

Алла Ивановна Якубовская, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

ул. Киевская, 150, Симферополь, 295453

Alla Ivanovna Yakubovskaya, Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher 

150 Kievskaya Str., Simferopol, 295453

yakubovskaya_alla@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-0382-8457МещеряковД. Д.MeshcheryakovD. D.

Денис Дмитриевич Мещеряков

пр-т им. газеты «Красноярский рабочий», 80, Красноярск, 660068

Denis Dmitrievich Meshcheryakov

80 Prospect imeni gazety “Krasnoyarskij rabochij”, Krasnoyarsk, 660068

info@ledforplant.ruКаменеваИ. А.KamenevaI. A.

Ирина Алексеевна Каменева, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

ул. Киевская, 150, Симферополь, 295453

Irina Alekseevna Kameneva, Candidate Agricultural Sciences, Leading Researcher

150 Kievskaya Str., Simferopol, 295453

   

irina.kameneva.7@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок — филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наукРоссияAll-Russian Research Institute of Food Additives — branch of the V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food SystemRussian FederationООО «ПрофПриоритет»РоссияProfPrioritet LLCRussian FederationНаучно-исследовательский институт сельского хозяйства КрымаРоссияScientific Research Institute of Agriculture of CrimeaRussian FederationИП LedForPlantРоссияIndividual entrepreneur LedForPlantRussian Federation20242504202404101107Copyright © Пухальский Я.В., Лоскутов С.И., Сидорова В.Р., Якубовская А.И., Мещеряков Д.Д., Каменева И.А., 20242024Пухальский Я.В., Лоскутов С.И., Сидорова В.Р., Якубовская А.И., Мещеряков Д.Д., Каменева И.А.Puhalsky J.V., Loskutov S.I., Sidorova V.R., Yakubovskaya A.I., Meshcheryakov D.D., Kameneva I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/3033Актуальность

Актуальность. Работа описывает перспективу использования зоогумуса черной львинки (Hermetia illucens) как органического удобрения для активации роста микрозелени нетрадиционных видов бобовых культур, включая мелкосемянные, и перспективы уменьшения дозы внесения минеральных удобрений.

Методы

Методы. Проведен опыт со сравнительным изучением изменения морфометрических и химических параметров роста растений на полной рекомендуемой дозе применения минеральных удобрений и при 25%-ном их использовании, но с 1%-ной добавкой жидкого экстракта зоогумуса, также обогащенного эссенциальными элементами. Длительность опыта составила 21 день. Растения выращивали в закрытом гроутенте при интенсивной светокультуре и контроле внутреннего микроклимата рабочей зоны.

Результаты

Результаты. Среди шести изученных нетрадиционных видов бобовых, выращенных на микрозелень, наиболее отзывчивым на комбинированную обработку органоминеральным комплексом оказался эспарцет виколистный. Худший результат по биомассе показал красный клевер. Анализ изменений в профильном распределении эссенциальных элементов в полученной зеленой биомассе, проведенный с помощью метода атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES), позволил выявить ионы железа и цинка как потенциальные мишени, связанные с недобором урожая у ювенильных побегов. Поскольку в глобальных продовольственных системах данные микроэлементы являются наиболее распространенными нутриентами, отвечающими за проявление «скрытого голода», особенно среди детей в возрасте до 5 лет и женщин детородного возраста, при создании питательной биокомпозиции на основе зоогумуса черной львинки для выращивания нетрадиционных видов бобовых культур, дальнейший акцент следует делать на них. Значимых отличий из числа макроэлементов обнаружено не было.

Relevance

Relevance. The work describes the prospect of using black soldier fly zoohumus as an organic fertilizer to activate the growth of microgreens of non-traditional legume species, including small-seeded ones, and the prospects of reducing the dose of mineral fertilizers.

Methods

Methods. An experiment was carried out with a comparative study of changes in the morphometric and chemical parameters of plant growth at the full recommended dose of mineral fertilizers, and at 25% of their use, but with the addition of 1% liquid extract of zoohumus, also enriched with essential elements. The duration of the experiment was 21 days. The plants were grown in a closed grow tent, with intensive light culture and control of the internal microclimate of the working area.

Results

Results. Among the six studied non-traditional legume species grown for microgreens, the most responsive to combined treatment with an organomineral complex was Onobrychis viciifolia. Trifolium rubens showed the worst result in terms of biomass. Analysis of changes in the profile distribution of essential elements in the resulting green biomass, carried out using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), revealed iron and zinc ions as potential targets associated with yield shortfalls in juvenile shoots. Since in global food systems these microelements are the most common nutrients noted for the manifestation of “hidden hunger”, especially among children under 5 years of age and women of childbearing age, when creating a nutritional biocomposition based on black soldier fly zoohumus for growing non-traditional types of legumes, further the emphasis should be on them. No significant differences were found in the number of macroelements.

Results

Results. The results of the study confirmed the high efficiency of using humic fertilizers in conditions of low soil fertility and revealed the selective sensitivity of vegetable crops to humic preparations of various origins.

микрозеленьзоокомпостгермикомпостчерная львинкаHermetia illucensбобовые растенияFabaceamicrogreenszoocomposthermicompostblack soldier flyHermetia illucenslegumesFabaceaРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (темы FGUS 2024-0010 и FGUS 2022-0018).The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (FGUS 2024-0010 and FGUS 2022-0018 topics).ReferencesЧайковский А. Основные тренды обеспечения населения овощной продукцией. Наука и инновации. 2021; (3): 51‒56. https://www.elibrary.ru/xcxgecTchaikovsky A. Main trends in providing the population with vegetable products. Science and Innovations. 2021; (3): 51‒56 (in Russian). https://www.elibrary.ru/xcxgecПендюрин Е.А., Рыбина С.Ю., Смоленская Л.М. Использование зоокомпоста черной львинки в качестве органического удобрения. Аграрная наука. 2020; (7‒8): 106‒110. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-106-110Pendyurin E.A., Rybina S.Yu., Smolenskaya L.M. Using the zoo compost of the Black Lioness as an organic fertilizer. Agrarian science. 2020; (7‒8): 106‒110 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-106-110Пендюрин Е.А., Смоленская Л.М., Василенко М.И. Использование зоокомпоста личинок мухи черная львинка (Hermetia illucens) при выращивании томата сорта Сливка медовая. Аграрная наука. 2021; (1):147‒150. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2021-344-1-147-150Pendyurin E.A., Smolenskaya L.M., Vasilenko M.I. Use of zoo compost Hermetia illucens larvae when growing a tomato of the Honey Cream variety. Agrarian science. 2021; (1): 147‒150 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2021-344-1-147-150Fuhrmann A. et al. Residues from black soldier fly (Hermetia illucens) larvae rearing influence the plant-associated soil microbiome in the short term. Frontiers in Microbiology. 2022; 13: 994091. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.994091Fuhrmann A. et al. Residues from black soldier fly (Hermetia illucens) larvae rearing influence the plant-associated soil microbiome in the short term. Frontiers in Microbiology. 2022; 13: 994091. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.994091Koenen E.J.M. et al. The Origin of the Legumes is a Complex Paleopolyploid Phylogenomic Tangle Closely Associated with the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) Mass Extinction Eventt. Systematic Biology. 2021; 70(3): 508–526. https://doi.org/10.1093/sysbio/syaa041Koenen E.J.M. et al. The Origin of the Legumes is a Complex Paleopolyploid Phylogenomic Tangle Closely Associated with the Cretaceous-Paleogene (K-Pg) Mass Extinction Eventt. Systematic Biology. 2021; 70(3): 508–526. https://doi.org/10.1093/sysbio/syaa041Jadhvar P., Deshpande S. Recent Updates оn Medicinal Potentiality of Fabaceae Family: Critical Review. International Journal of Pharma and Bio Sciences. 2022; 13(3): 32–41. https://doi.org/10.22376/Ijpbs.2022.13.3.b32-41Jadhvar P., Deshpande S. Recent Updates оn Medicinal Potentiality of Fabaceae Family: Critical Review. International Journal of Pharma and Bio Sciences. 2022; 13(3): 32–41. https://doi.org/10.22376/Ijpbs.2022.13.3.b32-41Ebert A.W., Chang C.-H., Yan M.-R., Yang R.-Y. Nutritional composition of mungbean and soybean sprouts compared to their adult growth stage. Food Chemistry. 2017; 237: 15–22. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.05.073Ebert A.W., Chang C.-H., Yan M.-R., Yang R.-Y. Nutritional composition of mungbean and soybean sprouts compared to their adult growth stage. Food Chemistry. 2017; 237: 15–22. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.05.073Iqbal A., Khalil I.A., Ateeq N., Khan M.S. Nutritional quality of important food legumes. Food Chemistry. 2006; 97(2): 331–335. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.011Iqbal A., Khalil I.A., Ateeq N., Khan M.S. Nutritional quality of important food legumes. Food Chemistry. 2006; 97(2): 331–335. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.011Sangronis E., Machado C.J. Influence of germination on the nutritional quality of Phaseolus vulgaris and Cajanus cajan. LWT — Food Science and Technology. 2007; 40(1): 116–120. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2005.08.003Sangronis E., Machado C.J. Influence of germination on the nutritional quality of Phaseolus vulgaris and Cajanus cajan. LWT — Food Science and Technology. 2007; 40(1): 116–120. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2005.08.003Дебелый Г.А. Зернобобовые культуры в мире и Российской Федерации. Зернобобовые и крупяные культуры. 2012; (2): 31–35. https://www.elibrary.ru/qcrletDebely G.A. Leguminous crops in the world and in the Russian Federation. Legumes and groat crops. 2012; (2): 31–35 (in Russian). https://www.elibrary.ru/qcrletЗотиков В.И., Сидоренко В.С., Грядунова Н.В. Развитие производства зернобобовых культур в Российской Федерации. Зернобобовые и крупяные культуры. 2018; (2): 4–10. https://doi.org/10.24411/2309-348X-2018-10008Zotikov V.I., Sidorenko V.S., Gryadunova N.V. Development of production of leguminous crops in the Russian Federation. Legumes and groat crops. 2018; (2): 4–10 (in Russian). https://doi.org/10.24411/2309-348X-2018-10008Зотиков В.И., Наумкина Т.С., Сидоренко В.С. Зернобобовые культуры в экономике России. Земледелие. 2014; (4): 6–8. https://www.elibrary.ru/sgoeqvZotikov V.I., Naumkina T.S., Sidorenko V.S. Role of leguminous crops in economy of Russia. Zemledelie. 2014; (4): 6–8 (in Russian). https://www.elibrary.ru/sgoeqvButkutė B., Taujenis L., Norkevičienė E. Small-Seeded Legumes as a Novel Food Source. Variation of Nutritional, Mineral and Phytochemical Profiles in the Chain: Raw Seeds-Sprouted Seeds-Microgreens. Molecules. 2019; 24(1): 133. https://doi.org/10.3390/molecules24010133Butkutė B., Taujenis L., Norkevičienė E. Small-Seeded Legumes as a Novel Food Source. Variation of Nutritional, Mineral and Phytochemical Profiles in the Chain: Raw Seeds-Sprouted Seeds-Microgreens. Molecules. 2019; 24(1): 133. https://doi.org/10.3390/molecules24010133Lee K.-S., Yun E.-Y., Goo T.-W. Antimicrobial Activity of an Extract of Hermetia illucens Larvae Immunized with Lactobacillus casei against Salmonella Species. Insects. 2020; 11(10): 704. https://doi.org/10.3390/insects11100704Lee K.-S., Yun E.-Y., Goo T.-W. Antimicrobial Activity of an Extract of Hermetia illucens Larvae Immunized with Lactobacillus casei against Salmonella Species. Insects. 2020; 11(10): 704. https://doi.org/10.3390/insects11100704Choi W.-H., Yun J.-H., Chu J.-P., Chu K.-B. Antibacterial effect of extracts of Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) larvae against Gram-negative bacteria. Entomological Research. 2012; 42(5): 219–226. https://doi.org/10.1111/j.1748-5967.2012.00465.xChoi W.-H., Yun J.-H., Chu J.-P., Chu K.-B. Antibacterial effect of extracts of Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) larvae against Gram-negative bacteria. Entomological Research. 2012; 42(5): 219–226. https://doi.org/10.1111/j.1748-5967.2012.00465.xDwyer J.T. et al. Progress in development of an integrated dietary supplement ingredient database at the NIH Office of Dietary Supplements. Journal of Food Composition and Analysis. 2006; 19(S): S108–S114. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2005.09.001Dwyer J.T. et al. Progress in development of an integrated dietary supplement ingredient database at the NIH Office of Dietary Supplements. Journal of Food Composition and Analysis. 2006; 19(S): S108–S114. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2005.09.001Ступаков А.Г., Чернышова А.П., Куликова М.А., Болдин А.А. Особенности минерального питания клевера красного (Trifolium pratense L.). Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2012; (9): 69–71. https://www.elibrary.ru/pcwdbvStupakov A.G., Chernyshova A.P., Kulikova M.A., Boldin A.A. Features of a mineral food of a clover red (Trifolium pratense L.). Belgorod State University Scientific Bulletin. Natural Sciences. 2012; (9): 69–71 (in Russian). https://www.elibrary.ru/pcwdbvMabood A., Ahmad I.Z. Effects of iron, lead and zinc on growth and metal accumulation in Trigonella foenum-graecum L. seedlings. Plant Cell Biotechnology and Molecular Biology. 2017; 18(7‒8): 500–508.Mabood A., Ahmad I.Z. Effects of iron, lead and zinc on growth and metal accumulation in Trigonella foenum-graecum L. seedlings. Plant Cell Biotechnology and Molecular Biology. 2017; 18(7‒8): 500–508.Mnafgui W. et al. Trigonella foenum-graecum morphophysiological and phytochemical processes controlling iron uptake and translocation. Crop & Pasture Science. 2022; 73(8): 957–968. https://doi.org/10.1071/CP21419Mnafgui W. et al. Trigonella foenum-graecum morphophysiological and phytochemical processes controlling iron uptake and translocation. Crop & Pasture Science. 2022; 73(8): 957–968. https://doi.org/10.1071/CP21419Gregory P.J. et al. Approaches to reduce zinc and iron deficits in food systems. Global Food Security. 2017; 15: 1–10. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2017.03.003Gregory P.J. et al. Approaches to reduce zinc and iron deficits in food systems. Global Food Security. 2017; 15: 1–10. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2017.03.003La Frano M.R., de Moura F.F., Boy E., Lönnerdal B., Burri B.J. Bioavailability of iron, zinc, and provitamin A carotenoids in biofortified staple crops. Nutrition Reviews. 2014; 72(5): 289–307. https://doi.org/10.1111/nure.12108La Frano M.R., de Moura F.F., Boy E., Lönnerdal B., Burri B.J. Bioavailability of iron, zinc, and provitamin A carotenoids in biofortified staple crops. Nutrition Reviews. 2014; 72(5): 289–307. https://doi.org/10.1111/nure.12108Hunt J.R. Bioavailability of iron, zinc, and other trace minerals from vegetarian diets. The American Journal of Clinical Nutrition. 2003; 78(3): 633S–639S. https://doi.org/10.1093/ajcn/78.3.633SHunt J.R. Bioavailability of iron, zinc, and other trace minerals from vegetarian diets. The American Journal of Clinical Nutrition. 2003; 78(3): 633S–639S. https://doi.org/10.1093/ajcn/78.3.633S

The authors declare that there are no conflicts of interest present.