CC BY
7УДК 631.53.027:633.864.78:631.531
Аксенов М. П., Петров Н. Ю., Юдаев И. В.
Aksenov M. P., Petrov N. Yu., Yudaev I. V.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТИМУЛЯЦИИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА НК НЕОМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ И РЕГУЛЯТОРОМ РОСТА ЗЕРЕБРА АГРО
RESEARCH RESULTS OF NK NEOMA SUNFLOWER SEEDS STIMULATION BY THE ELECTROMAGNETIC FIELD AND ZEREBRA AGRO GROWTH REGULATORS
Улучшить посевные качества семян подсолнечника, получить опережающие в развитии растения, заранее запланировать высокие и качественные урожаи можно, если перед заделкой в почву выполнить предварительную обработку посевного материала. Одним из вариантов такой подготовки является воздействие на семена электромагнитного поля переменного тока высокого напряжения и последующая за этим обработка этих же семян регулятором роста Зеребра Агро.
Используя стандартные методики, применяемые для исследования посевных качеств семян, в лабораторных условиях изучены варианты предпосевной обработки семян подсолнечника отдельно препаратом Зеребра Агро, отдельно в электромагнитном поле переменного тока высокого напряжения, а также воздействуя на семена одновременно электрофизическим фактором и регулятором роста. Полученные результаты экспериментов свидетельствуют, что обработка препаратом Зеребра Агро позволяет повысить скорость прорастания и энергию на 5 и 3-4 % соответственно по сравнению с контролем. Воздействуя на семена электромагнитным полем для режимов обработки с приложенным к электродам напряжением от 20 кВ и более и экспозицией воздействия 30, 60 и 90 секунд, также был получен положительный эффект, определяемый повышением скорости и энергии прорастания на 4-5 %. Наилучших же показателей добились при сочетании электрообработки и обработки препаратом Зеребра Агро, количественные показатели улучшения выбранных параметров оценки (скорость и энергия прорастания) для этого варианта уже составили - 6-7 %.
Изученная в лабораторных условиях такая комплексная обработка, непосредственно проведенная перед заделкой семян в почву, также, на наш взгляд, будет иметь существенный стимулирующий эффект, который может быть оценен после завершения исследований и уборки урожая в условиях естественного произрастания подсолнечника.
Ключевые слова: предпосевная обработка семян, электромагнитное поле, регулятор роста Зеребра Агро, энергия прорастания, всхожесть.
There is possible to improve the quality of the sunflower seeds crop, get the forward-looking plants, pre-plan high quality crop if before incorporation into the soil to conduct a preliminary seed treatment. One option of such treatment is to affect the seeds by the AC high voltage electromagnetic field and the consequent processing of the seed with Zerebra Agro growth regulator.
Applying standard techniques used to survey the seeds sown characteristics in the laboratory there were explored such options of sunflower seeds preplant treatment as separately by Zerebra Agro drug, separately in the high-voltage alternating current electromagnetic field, as well as affecting the seeds simultaneously by electrophysical factor and growth regulator. The experiments results show that treatment by Zerebra Agro drug improves the germination rate and energy by 5 % and 3-4 % respectively, compared with the control example. Influencing seeds by the electromagnetic field for treatment regimes with applied voltage to the electrodes of 20 kV and more and exposure of 30, 60 and 90 seconds, there was also a positive effect, determined by the increased speed and vigor of 4-5 %. The best performance is achieved with a combination of electroprocess-ing and Zerebra Agro drug treatment, quantitative characteristics of selected parameters (the germination rate and energy) improvement for this option is already 6-7 %.
Examined in the laboratory such complex processing that was directly carried out before seeding into the soil, in our opinion, also will have a significant stimulating effect, which can be evaluated after the completion of research and harvesting in natural habitat of sunflower.
Key words: presowing seed treatment, electromagnetic field, Zerebra Agro growth regulator, sprouting energy, germination.
Аксенов Михаил Петрович -
старший преподаватель кафедры электротехнологий
и электроборудования в сельском хозяйстве
ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный
аграрный университет»
г. Волгоград
Тел.: 8-917-336-53-53
E-mail: aksenovmp@mail.ru.
Петров Николай Юрьевич -
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой технологий хранения и переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет» г. Волгоград Тел.: 8-904-776-04-20 E-mail: txpcxp.volgau@yandex.ru.
Aksenov Mikhail Petrovich -
senior lecturer of the «Electrotechnology and electric equipment in agriculture» department, FSBEI HPE «Volgograd State Agricultural University», Volgograd
Tel.: 8-917-336-53-53 E-mail: aksenovmp@mail.ru.
Petrov Nikolai Yuryevich -
Doctor of Agricultural Sciences, professor, head of the «Technology of storage and processing
of agricultural products» department
FSBEI HPE «Volgograd State Agricultural University»
Volgograd
Tel.: 8-904-776-04-20
E-mail: txpcxp.volgau@yandex.ru.
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
Юдаев Игорь Викторович -
доктор технических наук, профессор кафедры
энергетики, заместитель директора по научной
работе Азово-Черноморского инженерного института
ФГБОУ ВО «Донской государственный
аграрный университет»
г. Зерноград
Тел.: 8-86359-41-1-61
E-mail: etsh1965@mail.ru
Введение. В решении актуальной, остро стоящей перед сельскохозяйственной отраслью экономики страны, задачи по повышению урожайности подсолнечника и улучшению качества получаемой продукции особое значение имеет предпосевная подготовка семян. Сегодня известны различные способы предварительной обработки, улучшающей посевные качества семян: механические, химические, биологические и физические.
В последнее время в практику ведения эффективного хозяйствования на земле стали все чаще внедрять электрофизические методы воздействия на растения и семена зерновых, бобовых, бахчевых и овощных культур с целью их стимуляции - ускорения роста, повышения урожайности и улучшения качества получаемой продукции [1, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12].
Среди разнообразия применяемых в растениеводстве электрофизических методов, обработке в электромагнитном поле переменного тока высокого напряжения можно отвести особое место, так как ее реализация менее затратна, чем например, обработка в электростатическом поле или в поле коронного разряда.
Еще в 1959 году опыты, проведенные в ВИ-ЭСХ, позволили говорить, что электромагнитное поле переменного тока - сильный действующий фактор, оказывающий стимулирующее действие на семена в зависимости от напряженности и времени обработки, а также от физического состояния семян и биологических особенностей культуры и сорта. Стимулирующее действие предпосевной обработки семян в электромагнитном поле проявляется в существенном повышении энергии прорастания и улучшении всхожести семян, в опрежающем развитии растений и увеличении количества собираемого урожая. Установлено, что для получения положительного эффекта от электростимуляции для семян различных культур и сортов требуются различные параметры обработки, а также разные временные интервалы выдержки семян и срок их отлежки от обработки до посева [4, 5, 8].
Высокую эффективность подготовки семян перед посевом также имеет технологическая операция по обработке их регуляторами роста, применение которых улучшает посевные качества семян и позволяет планировать высокие урожаи [2].
В исследованиях Д. Н. Прянишникова, Ф. В. Турчина, И. С. Шатилова, А. С. Устименко, А. Т. Гвоздиковской, В. С. Шевелухи, Г. А. Медве-
Yudaev Igor Viktorovich -
Doctor in Technical Sciences, professor of Energy department, Azov-Black Sea Engineering Institute of FSBEI HE «Don State Agrarian University» Zernograd, Russia Tel.: 8-86359-41-1-61 Е-mail: etsh1965@mail.ru
дева и других ученых было изучено и подтверждено положительное действие таких препаратов как ФлорГумат, Мивал, Крезацин, Бишофит, Мастер-С, Силк, Гибберсит, Агат-25К, Ник-фан на рост, развитие и урожайность различных сельскохозяйственных культур. Особого же внимания заслуживает новый регулятор роста Зеребра Агро, обладающий ростостимулирую-щими, фунгицидными и бактерицидными свойствами.
Препарат Зеребра Агро положительно зарекомендовал себя на полях России, показав хорошие результаты в практическом применении. В 2013-2014 гг. он был протестирован и исследован в научных учреждениях и передовых хо-зяйствах[6,7]:
- в Республике Башкортостан на подсолнечнике сорта Енисей;
- в Краснодарском крае на гибриде подсолнечника Кубанский 930, а также на рисе, подсолнечнике, сое;
- в хозяйствах Ставропольского края на озимых колосовых;
- в Саратовской и Липецкой областях на озимой пшенице;
- в Волгоградской области на яровой пшенице сорта Добрыня.
Результаты проведенных испытаний показали повышение полевой всхожести семян, усиление ростовых и формообразовательных процессов у выращиваемых культур, повышение их устойчивости к неблагоприятным факторам среды, увеличение урожайности, улучшение качества собираемой продукции.
Проанализировав достигаемые положительные эффекты от воздействия электромагнитным полем или препаратом Зеребра Агро на семена можно предположить, что одновременное использование обоих перечисленных факторов может дать еще более существенный эффект предпосевной стимуляции.
Цель работы. Изучить в лабораторных условиях возможность применения комбинированного варианта предпосевной обработки за счет сочетания воздействий электромагнитного поля переменного тока высокого напряжения и регулятора роста Зеребра Агро на семена гибрида подсолнечника НКНеома.
Материалы и методы исследования.
Среднеспелый гибрид НК Неома имеет потенциально высокую урожайность с содержанием масла в собираемых семечках до 50 %. Он относится к гибридам интенсивного типа, пока-
зывает лучшую отдачу на плодородных почвах, обладает средней энергией начального роста. Стойкий к волчку рас А-Е, имеет хорошую толерантность к фомопсису, фомозу, белой гнили, кроме этого для него характерна средняя устойчивость к засухе и отличная к полеганию. При его возделывании рекомендуется соблюдение севооборота. Оптимальная густота на период сбора урожая - 45-50 тыс. растений/га.
При проведении исследований семена подсолнечника подвергались воздействию в два этапа - сначала электромагнитным полем переменного тока высокого напряжения, а затем, после отлежки в течение 30 минут, обрабатывались регулятором роста Зеребра Агро.
В проведенных опытах использовали регулятор роста Зеребра Агро - водный раствор, содержащий 500 мг/л коллойдного серебра + 100 мг/л полигексаметилен бигуанид гидрохлорида. Расход препарата составлял 100 мл/т, расход рабочего раствора - 10 л/т.
Механизм действия препарата основан на возможности действующего вещества - гу-анидина формировать у растения неспецифическую, системную, продолжительную (до 1-2 месяцев) устойчивость к грибам, бактериям, вирусам, а также активировать ростовые и биологические процессы, что в купе с электрофизической обработкой позволит планировать получение существенных прибавок в урожае подсолнечника.
Обработку семян электромагнитным полем переменного тока высокого напряжения производили с помощью установки, состоящей из промышленно выпускаемого аппарата СКАТ-70, двух пластинчатых электродов размещенных в экспериментальной ячейке.
Аппарат СКАТ-70 предназначен для испытания на электрическую прочность по переменному или постоянному напряжению различных материалов и устройств. Также возможно при-
менение СКАТ-70 для тестовых испытаний образцов различных твердых диэлектриков, в том числе композитных, различных электронных компонентов с высоковольтной гальванической развязкой, а также других устройств и их частей, где важна проверка электрической прочности. В нашем случае аппарат использовался как источник регулируемого переменного высокого напряжения до 70 кВ.
Аппарат СКАТ-70 представляет собой переносное устройство, состоящее из двух приборов: высоковольтного трансформатора и измерительного блока, которые соединены между собой кабелем. На высоковольтный трансформатор с измерительного блока подаётся управляемое сетевое напряжение, которое преобразуется в высоковольтное. Испытуемое изделие или материал, а в нашем случае один из электродов заземляется, второй же рабочий электрод подключается к высоковольтному выводу трансформатора, который расположен на его верхней крышке. Выбор режимов работы аппарата производится с помощью органов управления, расположенных на передней панели измерительного блока. Уровни выходного напряжения и силы тока отображаются на встроенных цифровых индикаторах измерительного блока. Высоковольтный трансформатор имеет штангу заземления, которая управляется от измерительного блока и служит для снятия с испытуемого изделия накопленного им заряда. При проведении исследований штанга отводится от высоковольтного вывода трансформатора.
Семена подсолнечника размещались равномерным слоем в экспериментальной ячейке на нижнем электроде, в то время как верхний электрод во всех опытах был на одном и том же расстоянии 15 см от обрабатываемого слоя семян подсолнечника. Внешний вид исследовательского комплекса представлен на рисунке 1.
а)
б)
Рисунок 1 - Внешний вид исследовательского комплекса для предпосевной обработки семян подсолнечника в электромагнитном поле высокого напряжения (а) и экспериментальной ячейки (б)
156
,,„ „„„„, щ ^ Ставрополья
научно-практическии журнал
Было исследовано 14 вариантов предпосевной обработки, по следующим экспериментальным схемам:
1. Контроль - без обработки;
2. Обработка Зеребра Агро;
3-8. Электростимуляция семян подсолнечника в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжения значением 1; 5; 10; 15; 20 и 25 кВ и временем обработки - 30, 60 и 90 секунд; 9-14. Электростимуляция семян подсолнечника в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжения значением 1; 5; 10; 15; 20 и 25 кВ и временем обработки -30, 60 и 90 секунд с последующей обработкой препаратом Зеребра Агро.
После обработки семена подсолнечника отлеживались в течение пяти суток, затем закладывались на проращивание в чашки Петри со стерильной фильтровальной бумагой и дистил-
лированной водой. В качестве измеряемых параметров оценивали энергию прорастания и всхожесть семян, кроме того, проводили измерение длины ростков и гипокотилей.
Определение энергии прорастания и всхожести семян подсолнечника производили в соответствии с ГОСТ 12038-84 [4]. Повторность каждого варианта обработки бралась трехкратной.
Результаты и их обсуждение. Анализ полученных результатов проведенных экспериментов показал, что энергия прорастания семян и лабораторная всхожесть в среднем были достаточно высокими и полностью отвечали требованиям, предъявляемым к оригинальным семенам.
Семена, обработанные регулятором роста Зеребра Агро, прорастали быстрее, чем в контроле в среднем на 5 %. Следует отметить, что под воздействием препарата увеличилась и энергия прорастания, в некоторых проворностях по сравнению с контролем на 3-4 % (рис. 2).
Рисунок 2 - Зависимость посевных качеств семян подсолнечника НК Неома от регулятора роста Зеребра Агро
Анализ результатов исследований по обработке в электромагнитном поле свидетель-ствовует о том, что семена подсолнечника
по-разному реагируют на значение прикладываемого к электродам напряжения и время обработки (экспозицию) (рис. 3).
Рисунок 3 - Зависимость посевных качеств семян подсолнечника НК Неома от электрического
поля переменного тока высокого напряжения
Воздействие электромагнитного поля переменного тока высокого напряжения значением 5-10 кВ привело к снижению энергии прорастания семян подсолнечника по сравнению с контрольным вариантом на 1-9 % и их всхожести - на 1-8 %, что можно объяснить недостаточной энергией внешних электровоздействий, которые могли бы стимулировать (активировать) внутриклеточные процессы в зародыше семени, и даже в некоторой степени это можно объяснить сдерживанием (притормаживанием) ростовых процессов в семени. Еще более значительным снижением способности к прорастанию семени характеризовался вариант воздействия электромагнитного поля переменного
тока, со значением прикладываемого к электродам напряжения 1 кВ, в этом случае разница с контролем составила в среднем 11 %.
Анализ полученных результатов позволяет говорить о том, что обработка семян подсолнечника электромагнитным полем эффективна в том случае если напряжение обработки больше 15 кВ при расстоянии между электродами 15 см.
В тоже время одновременное последовательное воздействие электромагнитного поля переменного тока с напряжением обработки 10-25 кВ и регулятора роста Зеребра Агро благоприятно сказалось на энергии прорастания и лабораторной всхожести семян подсолнечника (рис. 4).
Рисунок 4 - Зависимость посевных качеств семян подсолнечника НК Неома от совместного применения электромагнитного поля переменного тока высокого напряжения и регулятора
роста Зеребра Агро
Анализ результатов исследований позволяет констатировать тот факт, что наибольший эффект воздействия на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян гибрида подсолнечника НК Неома наблюдался при совместном применении электростимуляции семян в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ-25 кВ и обработкой препаратом Зеребра Агро. При этом опытное значение энергии прорастания превосходило контроль на 6 %, а лабораторная всхожесть -на 7 %.
Заключение. В результате проведенных исследований наиболее благоприятным можно считать комбинированный способ обработки семян подсолнечника - совместное применение электростимуляции семян подсолнечника в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ и выше, экспозицией 60 или 90 секунд и обработки препаратом Зеребра Агро.
Лабораторные исследования позволяют небезосновательно предполагать, что в полевых условиях применяемая предпосевная обработка семян подсолнечника даст также положительные результаты.
Литература
1. Предпосевная обработка семян: опыт Нижнего Поволжья / М. Н. Белицкая, И. Р. Грибуст, Е. В. Азаров, И. В. Юдаев // Енергетика I автоматика. Науковий журнал. До 115-р1ччя заснувания Нацюнального
References
1. Belitskaya M. N., Gribuste I. R., Azarov A. V., Yudaev I. V. Seed pre-treatment: the experience of the Lower Volga region / Belitskaya M. N., Gribuste I. R., Azarov E. V., Yudaev I. V. // Power engineering and
Ежеквартальный
научно-практический
журнал
ушверситету б1оресурс1в i природокори-стування Украiни. 2013. № 3. С. 48-54.
2. Вакуленко В. В., Шаповалов О. А. Регуляторы роста растений в сельскохозяйственном производстве // Плодородие. 2001. № 2. С. 23-24.
3. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М. : Стандартинформ, 2011. 28 с.
4. Кремянский В. Ф. Разработка установки для предпосевной стимуляции семян переменным электрическим полем и исследование эффективности воздействия на семена кукурузы : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Краснодар, 1999. 23 с.
5. Кудрявцев И. Ф., Карасенко В. А. Электрический нагрев и электротехнология. М. : Колос, 1975. 379 с.
6. Литвиненко Р. Зеребра Агро открывает новый подход к возделыванию колосовых культур // Рынок АПК. 2015. № 5 (139), май. С. 30-31.
7. Литвиненко Р. Нанотехнологии в росто-регуляции и защите растений // Агропромышленная газета Юга России. 2015. № 7-8 (380-381), 2-15 марта. С. 25.
8. Рубцов П. А., Осетров П. А., Бондарен-ко С. П. Применение электрической энергии в сельском хозяйстве. М. : Колос, 1971. 527 с.
9. Черенков А. Д. Применение информационных электромагнитных полей в технологических процесах сельского хозяйства / А. Д. Черенков, Н. Г. Косулша // Свплотехнка та електроенергетика / Мiжнародний науково-техшчний журнал. Х. : ХНАМГ. 2005. № 5. С. 77-80.
10. AlexanderM. P., Doijode S. D. Electromagnetic field, a novel tool to increase germination and seedling vigour of conserved onion (Allium cepa L.) and rice (Oryza sativa, L.) seeds with low viability // Plant Genetic Resources Newsletter. 1995. 104. Р. 1-5
11. Davies M. I. Effects of 60Hz electromagnetic field on early growth in three plant species and a replication of previous results // Bioelectromagnetics. 1996. 17. Р. 154-161.
12. Влияние на електромагнитната обработка и срока на съхранение върху посевни-те качества на семена от памук. II. Дължи-на на първична коренова система - корен и кълн / И. Палов, К. Сираков, А. Стоилова, М. Радевска // Растениевъдни науки. София. 2012. № 49. С. 28-36.
automation. Science journal. To the 115th anniversary of the National University of Biological Resources and Natural Resources Appliance of Ukraine. - No. 3, 2013. - P. 48-54.
2. Vakulenko V. V., Shapovalov O. A. Plant growth regulators in agricultural production / V. V. Vakulenko, O. Shapovalov // Fertility. -2001. - No. 2 - p. 23-24.
3. GOST 12038-84. Seeds of agricultural crops. Methods for germination determination. -Moscow: Standartinform, 2011. - 28 p.
4. Kremyansky V. F. Development of the equipment for seeds pre-stimulation by the alternating electric field and study the impact effectiveness on corn seed: the Dissertation of Cand. tehn. Sciences. - Krasnodar, 1999. -23 p.
5. Kudryavtsev I. F, Tarasenko V. A. Electric heating and electrotechnology. - Moscow: Kolos, 1975. - 379 p.
6. Litvinenko R. Zerebra Agro opens a new approach to the cultivation of grains cultures / R. Litvinenko // Agroindustrial complex market - No. 5 (139), May 2015. - P. 30-31.
7. Litvinenko R. Nanotechnology in the growth regulation and plant protection / R. Litvinenko // Agroindustrial newspaper in southern Russia. - No. 8 (380-381) 2-15 March 2015. - P. 25.
8. The application of electric energy in agriculture. / P. A. Rubtsov, P. A. Sturgeon, S. P. Bondarenko. - Moscow: Kolos, 1971. -527 p.
9. Cherenkov A. D. Application of information electromagnetic fields in agriculture technological processes / A. D. Cherenkov, N. G. Kosulina // Lighting and electricity / International scientific journal. - Kharkov: HNAMG. - 2005. - No. 5. - P. 77-80.
10. Alexander M.P. and S.D. Doijode, Electromagnetic field, a novel tool to increase germination and seedling vigour of conserved onion (Allium cepa L.) and rice (Oryza sativa, L.) seeds with low viability. Plant Genetic Resources Newsletter 104, 1995. pp. 1-5
11. Davies M.I.. Effects of 60Hz electromagnetic field on early growth in three plant species and a replication of previous results. // Bioelectromagnetics 17, 1996. pp.154-161.
12. Palov Iv., K. Sirakov, A. Stoilova, M. Radevska, Influence of electromagnetic processing and storage life on the sowing characteristics of the cotton seed. II. Length of the primary root system - root and germ // Plant Science, Sofia, 2012, No.49, p. 28-36.
