в
естник АПК
Ставрополья
УДК:628.9:636.5./6
;№ 1(21), 2016
Агроинженерия
29
Пономарева Н. Е., Степанчук Г. В., Яковенко Н. Н., Краснова Д. В.
Ponomaryova N. E., Stepanchuk G. V., Yakovenko N. N., Krasnova D. V.
ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН ТОМАТОВ СОРТА «РОЗОВЫЙ НОВИЧОК»
RESEARCH OF THE UV RADIATION INFLUENCE ON THE SEEDING PROPETIES OF «PINK NEWBIE» TOMATO SEEDS
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур является главным условием дальнейшего развития сельскохозяйственного производства. Немалая прибавка урожая может быть получена за счёт предпосевной стимуляции семян с целью улучшения их посевных качеств. Одним из электротехнологических методов стимуляции является предпосевная обработка семян оптическим излучением. Обработка семян УФ-излучением приводит к повышению проницаемости клеточных мембран, функции обмена веществ между клеткой и окружающей средой, активизации гидролитических и окислительно-восстановительных процессов. Это обеспечивает в период набухания семян более быстрый доступ воды и питательных веществ к зародышу, усиливает дыхание и ростовые процессы.
Целью исследования явилось определение рационального диапазона параметров (длины волны) и режимов работы (дозы облучения) установки для предпосевной обработки семян томатов ультрафиолетовым излучением.
В ходе поискового эксперимента установлено, что наибольшая эффективность стимуляции по показателям всхожести, длины ростков и корешков проявляется при значениях дозы облучения и длине волны соответственно в диапазонах 72-105 Вт-с/м2 и X = 334-365 нм. В указанных диапазонах рост показателей, характеризующих посевные качества семян, составляет 6-10 %.
Эффективности применения ультрафиолетового излучения указанного диапазона для предпосевной стимуляции семян также способствует то, что поверхность семян большинства сельскохозяйственных культур обладает минимальной отражательной способностью излучения в области, близкой к 350 нм, и не превышает 15 %.
Increased crop yields is the main condition for the further development of agricultural production. Considerable increase of a crop can be obtained at the expense of presowing seed stimulation to improve their seeding. One of the electrotechnical methods of stimulation is the presowing seed treatment with optical radiation. Seed UV treatment leads to increased permeability of cell membranes, metabolism functions between the cage and the environment, intensification of hydrolytic and redox processes. This ensures that during the period of seed swelling faster access of water and nutrients to the fetus, increases respiration and growth processes.
The purpose of the research was to define a rational range of parameters (wavelength) and modes (doses) installation for presowing processing tomatoes seed, ultraviolet radiation.
During a search of the experiment found that the greatest efficiency indicators stimulation of germination, lengths of shoots and roots evident in the values of radiation dose and the wavelength ranges respectively 72-105 W s/m2 and X = 334-365 nm. In the specified ranges the growth indicators characterizing seed quality seeding is 6-10 %.
The effectiveness of the application of ultraviolet radiation that range for presowing seed stimulation also contributes to the fact that most crops seed surface has a minimum reflectivity of radiation in the area close to 350 nm and not more than 15 %.
Ключевые слова: предпосевная стимуляция, посевные качества семян, ультрафиолетовое излучение, томаты.
Key words: preplanting stimulation, seeding quality of seeds, ultraviolet radiation, tomatoes.
Пономарева Наталья Евдокимовна -
кандидат технических наук, доцент кафедры
эксплуатации энергетического оборудования
и электрических машин
г. Зерноград
Тел.: 8-906-185-21-12
E-mail: PonomarevaNE@gmail.com
Степанчук Геннадий Владимирович -
кандидат технических наук, доцент кафедры
эксплуатации энергетического оборудования
и электрических машин
г. Зерноград
Тел.: 8-928-957-16-43
E-mail: g-stepanchuk@mail.ru
Яковенко Наталья Николаевна -
аспирант кафедры эксплуатации энергетического
оборудования и электрических машин
г. Зерноград
Тел.: 8-909-412-45-21
E-mail: natalia199128@mail.ru
Ponomaryova Natalia Evdokimovna -
Candidate of Technical Sciences,
Associate Professor of the Operation
of power equipment and electrical machinery chair
Zernograd
Tel.: 8-906-185-21-12
E-mail: PonomarevaNE@gmail.com
Stepanchuk Gennady Vladimirovich -
Candidate of Technical Sciences,
Associate Professor of the Operation
of power equipment and electrical machinery chair
Zernograd
Tel.: 8-928-957-16-43 E-mail: g-stepanchuk@mail.ru
Yakovenko Natalya Nikolayevna -
postgraduate student of the Operation of power equipment and electrical machinery chair Zernograd
Tel.: 8-909-412-45-21 E-mail: natalia199128@mail.ru
30
,,„ „„„„, Jj Ставрополья
научно-практическии журнал
Краснова Дарья Васильевна -
студентка АЭм-11
г. Зерноград
Тел.: 8-952-609-94-24
E-mail: dada_dranishnikova@mail.ru
Krasnova Daria Vasilievna -
student of the AEm-11 group Zernograd
Tel.: 8-952-609-94-24
E-mail: dada_dranishnikova@mail.ru
Повышение урожайности сельскохозяйственных культур является главным условием дальнейшего развития сельскохозяйственного производства. С этой целью проводится большая работа по совершенствованию целого ряда агротехнических мероприятий.
Существуют различные пути повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В качестве таковых можно назвать внесение в почву органических и неорганических удобрений, селекцию, эффективную борьбу с вредителями и болезнями. Немалая прибавка урожая может быть получена за счёт предпосевной стимуляции семян с целью улучшения их посевных качеств.
Использование химических веществ для предпосевной стимуляции семян достаточно исследовано и получена высокая эффективность такого агроприема, однако применение этого способа связано с необходимостью применения достаточно дорогостоящих химических препаратов. Кроме этого, применение ядохимикатов оказывает негативное воздействие на обслуживающий персонал и окружающую среду.
В последние годы для интенсификации растениеводства в практику сельского хозяйства стали внедрять электротехнологические методы воздействия на растения и семена зерновых и овощных культур с целью их стимуляции - повышения урожайности, ускорения роста и улучшения качества получаемой продукции. Одним из таких методов является предпосевная обработка семян оптическим излучением. Ультрафиолетовое излучение является частью спектра диапазона оптического излучения.
Действие УФ-излучения на семена основано на способности вызывать фотохимические превращения в облучаемом материале. Эти изменения характеризуются улучшением обмена веществ (азотного, минерального, углеводного) за счёт активности ферментативных процессов, особенно окислительно-восстановительных [1,2].
В области спектра 200-300 нм УФ-излучение сильно поглощается азотистыми основаниями нуклеиновых кислот, наиболее важные реакции которых - химическое окисление, фотохимическое гидрирование и фотодимеризация.
В прорастающих семенах и растениях роль регуляторов скорости биохимических процессов выполняют ферменты, и витамины. Находясь в небольших количествах, эти вещества оказывают влияние как на скорость роста, так и на направление синтеза клетки и растения в целом. Поэтому даже небольшие, на первый взгляд, химические и биохимические изменения в семенах, связанные с поглоще-
нием энергии УФ-излучения, могут оказать существенное влияние на развитие растения и его продуктивность. Обработка семян УФ-излучением приводит к повышению проницаемости клеточных мембран, функции обмена веществ между клеткой и окружающей средой, активизации гидролитических и окислительно-восстановительных процессов. Это обеспечивает в период набухания семян более быстрый доступ воды и питательных веществ к зародышу, усиливает дыхание и ростовые процессы, что создаёт благоприятные условия для дальнейшего роста и развития растений [1,2,3,4,5,6,7,8].
Целесообразность обработки семян ультрафиолетовыми лучами была доказана многочисленными исследованиями (учеными И. Ф. Бородиным, Ю. М. Жилинским, А. П. Ко-ломийцем, Н. Ф. Кожевниковой, Н. П. Кондратьевой, В. С. Газаловым, В. А. Савельевым, Ю. М. Гордеевым и другими). Но, несмотря на эти исследования вопрос по определению рационального диапазона доз облучения различных овощных культур, в том числе томатов продолжает оставаться актуальным.
Целью исследования явилось определение рационального диапазона параметров (длины волны) и режимов работы (дозы облучения) установки для предпосевной обработки семян томатов ультрафиолетовым излучением.
Для получения зависимостей, отражающих взаимосвязь между показателями качества семян томатов (всхожести, длины ростков и корешков) и длиной волны и дозы облучения был составлен план проведения эксперимента. При составлении плана эксперимента были учтены конструктивные особенности лабораторной установки. Для обработки семян использовалась установка «ЛОС-2», в которой в качестве источником излучения является лампа ДКсТВ 6000. Сменные фильтры, входящие в комплект установки позволили выделить излучение с длинами волн 302, 313, 334 и 365 нм. Обработке подвергались семена томата сорта «Розовый новичок». Семена обрабатывались излучением при следующих значениях дозы облучения 48; 72; 96; 120 Вт-с/м2. Продолжительность обработки принималась постоянной и равнялась 60 с.
Эксперимент и обработка результатов проводились в соответствии с методикой изложенной в ГОСТ 12038-84, в соответствии с которым, семена раскладывались в растильнях между слоями увлажнённой бумаги. Семена проращивались есть при переменной температуре 20-300.
Результаты исследований приведены в таблицах 1-3 и на рисунках 1-3.
в
естник АПК
Ставрополья
:№ 1(21), 2016
Таблица 1 - Результаты исследований влияния УФ-излучения на всхожесть семян томатов сорта «Розовый новичок»
Доза облучения, Вт-с/м2 Всхожесть, % при длине волны
302нм 313нм 334нм 365нм
48 76,75 77,5 78,25 78,75
72 78,5 80,25 78,75 79,5
96 79,25 81,25 81,5 79,5
120 79 80,75 78,25 79
82 81
76 75 74
-Длина волны 365 нм ■ -Длина волны 302 нм
Доза облучения, Вт-с/м
-Длина волны 334 нм Длина волны 313 нм
Рисунок 1 - Зависимость всхожести семян томатов от дозы облучения при разных значениях длины волны
Таблица 2 - Результаты исследований влияния УФ-излучения на длину ростков томатов сорта «Розовый новичок»
Доза облучения, Вт-с/м2 Длина ростков, % при длине волны
302 нм 313 нм 334 нм 365 нм
48 42,6 44,4 50,36 50,7
72 42,3 45,4 54,9 57,7
96 44,6 49,5 47,8 57,9
120 42,6 39,6 45,8 46,9
-Длина волны 334 нм ■ -Длина волны 302 нм
80
Доза облучения, Вт-с/м
-длина волны 365 нм Длина волны 313 нм
Агроинженерия
31
Таблица 3 - Результаты исследований влияния УФ-излучения на длину корешков томатов сорта «Розовый новичок»
Доза облучения, Вт-с/м2 Энергия прорастания, % при длине волны
302нм 313нм 334нм 365нм
48 48,9 51,1 50,44 54,4
72 52,9 53,5 53,3 57,3
96 52,7 54,6 60,2 58,9
120 50,5 55,1 57,3 58
Таким образом, в ходе поискового эксперимента установлено, что наибольшая эффективность стимуляции по показателям всхожести, длины ростков и корешков проявляется при значениях дозы облучения и длине волны соответственно в диапазонах 72-105 Вт-с/м2 и 1=334-365 нм. В указанных диапазонах рост показателей, характеризующих посевные качества семян составляет 6-10 %.
Рисунок 3 - Зависимость длины корешков томатов от дозы облучения при разных значениях длины волны
Эффективности применения ультрафиолетового излучения указанного диапазона для предпосевной стимуляции семян также способствует то, что поверхность семян большинства сельскохозяйственных культур обладает минимальной отражательной способностью излучения в области близкой к 350 нм и не превышает 15 % [2,9].
80
79
78
77
60
80
100
60
55
50
45
40
35
30
40
60
100
Рисунок 2 - Зависимость длины ростков томатов от дозы облучения при разных значениях длины волны
32
,,„ „„„„, Jj Ставрополья
научно-практическии журнал
Литература
1. Алтухов И. В., Федотов В. А. Взаимодействие ИК-излучения различных длин волн на семена пшеницы // Ползунов-ский вестник. 2011. Вып. 1. С. 156-159.
2. Беляков М. В. Оптико-электронная технология и средства управления биологической активностью семян: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2008. 19 с.
3. Кондратьева Н. П. Влияние предпосевной обработки семян яровой пшеницы на урожайность // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 2001. Вып. 12. С. 17.
4. Кондратьева Н. П. Предпосевная обработка семян зерновых культур // Механизация и электрификация сел.хоз-ва. 2002. Вып. 8. С. 9-10.
5. Русских Н. С., Огнев В. Н., Ниязов А. М. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы сорта Лада // Проблемы развития энергетики в условиях производственных преобразований: Т. 1. Электротехнология процессов с.-х. производства. Ижевск, 2003. С.167-169.
6. Украинцев А. А., Корепанов Д. А., Кондратьева Н. П., Бывальцев А. В. Влияние ультрафиолетового облучения на повышение посевных качеств семян хвойных пород // Вестник Удмуртского университета. 2011. Вып. 5. С. 132-137.
7. Кондратьева Н. П. Повышение эффективности электрооблучения в защищенном грунте: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Москва, 2003. 44 с.
8. Савельев В. А. Обработка семян пшеницы ультрафиолетовыми лучами // Вестник с.-х. науки. 1990. Вып. 3. С.133-135.
9. Гордеев Ю. А. Методологические и агробиологические основы предпосевной биоактивации семян сельскохозяйственных культур потоком низкотемпературной плазмы: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Смоленск, 2012. 46 с.
10. Пономарева Н. Е. Обоснование параметров и режимов электрооптического преобразователя для предпосевной обработки семян пшеницы : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Азово-Черноморский инженерный институт. Зерноград, 2006.
References
1. Altukhov I. V., Fedotov V. A. The interaction of infraredradiation of different wavelengths on the wheat seeds // Polzunovsky Herald.
2011. Vol. 1. P. 156-159.
2. Belyakov M. V. Opto-electronic technology and control means of the biological seeds activity: the thesis abstract on competition of scientific degree of Candidate of Technical Sciences. Moscow, 2008. 19 p.
3. Kondratyev N. P. Influence of pre-sowing spring wheat treatment on yield // Mechanization and electrification of agriculture. 2001. Vol. 12. P. 17.
4. Kondratyev N. P. Pre-sowing treatment of grain crops seeds // Mechanization and electrification of agriculture. 2002. Vol. 8. P. 9-10.
5. Ruskih N. S., Ognov V. N., Niyazov A. M. Pre-sowing seeds treatment of the Lada variety spring wheat // Problems of energy sector development in terms of industrial transformation: Vol. 1. Electrotechnology processes of agricultural production. Izhevsk, 2003. P. 167-169.
6. Ukraintsev A. A., Korepanov D. A., Kondratyev N. P., Byvaltsev A. V. Effect of ultraviolet irradiation at increasing sown propeties of conifers seeds // Bulletin of Udmurt University. 2011. Vol. 5. P. 132-137.
7. Kondratyev N. P. Improving the electric irradiation efficiency in a sheltered ground: the thesis abstract on competition of scientific degree of Doctor of Biological Sciences. Moscow, 2003. 44 p.
8. Saveliev V. A. Processing wheat seeds with ultraviolet rays // Bulletin of Agricultural Science. 1990. Vol. 3. P. 133-135.
9. Gordeev Yu. A. Methodological and agrobiological basses of grain crop seeds bioactivation by the low temperature plasma flow: the Dissertation for the degree of Doctor of Biological Sciences. Smolensk,
2012. 46 p.
10. Ponomareva N. E. Justification of parameters and modes of the electro-optical converter for pre-processing of wheat seeds : the dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Azov-Black Sea Engineering Institute. Zernograd 2006.