Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО (50 ГЦ) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАЗЛИЧНОЙ НАПРЯЖЁННОСТИ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ПРОСА'

ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО (50 ГЦ) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАЗЛИЧНОЙ НАПРЯЖЁННОСТИ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ПРОСА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
83
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НИЗКОЧАСТОТНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ / LOW-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD / ПРОСО (PANICUM MILIACEUM) / MILLET (PANICUM MILIACEUM) / ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН / SEED GERMINATION / ДЛИНА ПЕРВИЧНОГО КОРНЯ / THE LENGTH OF THE PRIMARY ROOT / ДЛИНА РОСТКА / GERM LENGTH

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Крюков В.И., Золотухин А.И., Афонина Е.В., Репина Е.Ю.

Исследовали результаты 7-дневного воздействия низкочастотного электромагнитного поля (частота 50 Гц; напряжённость 0,03, 269, 329, 331, 389 и 492 А/м) на процесс прорастания семян и развития проростков проса ( Panicum miliaceum ). Недельное воздействие электромагнитного поля 1) не оказывало статистически достоверного влияния на всхожесть семян, которая варьировала в пределах 81,7-92,3% при контрольной величине 87,6%; 2) вызывало статистически достоверное увеличение средней длины первичного корня (48,4-75,9 мм при 37,5 мм в контроле); 3) вызывало статистически достоверное увеличение средней длины ростков (19,6-45,3 мм при 16,5 мм в контроле).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Крюков В.И., Золотухин А.И., Афонина Е.В., Репина Е.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF A LOW-FREQUENCY (50 HZ) ELECTROMAGNETIC FIELD OF DIFFERENT INTENSITY ON SEED GERMINATION AND DEVELOPMENT OF MILLET SEEDLINGS

Results of 7-day exposure to low frequency electromagnetic fields (frequency 50 Hz, intensity of 0.03, 269, 329, 331, 389 and 492 A / m) on the process of seed germination and seedling development of millet ( Panicum miliaceum ) were investigated. Weekly exposure to electromagnetic fields 1) had no statistically significant effect on the germination of seeds, which is varied in the range 81.7-92.3% at a reference value of 87.6%; 2) caused a statistically significant increase in the average length of the primary root (48.4-75.9 mm and 37.5 mm in the control); 3) caused a statistically significant increase in the average length of the sprouts (19.6-45.3 mm and 16.5 mm in the control).

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО (50 ГЦ) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАЗЛИЧНОЙ НАПРЯЖЁННОСТИ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ПРОСА»

УДК:574.24:58.037:631:95

В.И. Крюков, доктор биологических наук, профессор А.И. Золотухин, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Б.В. Афонина, студентка Б.Ю. Репина, студентка ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н. В. Парахина», Россия, г. Орёл, тел. 8 (4862) 47-51-71, e-mail: iniic@mail.ru

V.I. Kriukov, doctor of biological sciences, professor A. I. Zolotukhin, candidate of agricultural sciences, associate professor E.V. Afonina, student E.Y. Repina, student Orel state agrarian university, Russia, Orel

ВЛИЯНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО (50 Гц) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАЗЛИЧНОЙ НАПРЯЖЁННОСТИ НА ВСХОЖЕСТЬ СЕМЯН И РАЗВИТИЕ ПРОРОСТКОВ ПРОСА

(Influence of a low-frequency (50 Hz) electromagnetic field of different intensity on seed germination and development of millet seedlings)

Исследовали результаты 7-дневного воздействия низкочастотного электромагнитного поля (частота 50 Гц; напряжённость 0,03, 269, 329, 331, 389 и 492 А/м) на процесс прорастания семян и развития проростков проса (Рат'сит тШасеит). Недельное воздействие электромагнитного поля 1) не оказывало статистически достоверного влияния на всхожесть семян, которая варьировала в пределах 81,7-92,3% при контрольной величине 87,6%; 2) вызывало статистически достоверное увеличение средней длины первичного корня (48,4-75,9 мм при 37,5 мм в контроле); 3) вызывало статистически достоверное увеличение средней длины ростков (19,6-45,3 мм при 16,5 мм в контроле).

Ключевые слова: низкочастотное электромагнитное поле, просо (Рат'сит тШасеит), всхожесть семян, длина первичного корня, длина ростка.

Results of 7-day exposure to low frequency electromagnetic fields (frequency 50 Hz, intensity of 0.03, 269, 329, 331, 389 and 492 A / m) on the process of seed germination and seedling development of millet (Pan¡cum miliaceum) were investigated. Weekly exposure to electromagnetic fields 1) had no statistically significant effect on the germination of seeds, which is varied in the range 81.7-92.3% at a reference value of 87.6%; 2) caused a statistically significant increase in the average length of the primary root (48.4-75.9 mm and 37.5 mm in the control); 3) caused a statistically significant increase in the average length of the sprouts (19.6-45.3 mm and 16.5 mm in the control).

Keywords: low-frequency electromagnetic field, millet (Pan¡cum mHiaceum), seed germination, the length of the primary root, germ length.

Введение. Фоновые уровни электромагнитных полей (далее сокращённо - ЭМП) различных частот были одним из экологических факторов на протяжении всей эволюции растений. Можно предположить, что наличие ЭМП окажется пусть слабым, но необходимым условием нормального развития растений. Вместе с тем, в условиях хозяйственной деятельности современного человека фоновые ЭМП могут быть нивелированы или искажены, например, при хранении семян в хранилищах с полностью металлическими стенами и крышей или при развитии растений в условиях длительных космических полётов за пределами воздействия ЭМП Земли. Поэтому изучение воздействия слабых и сверхслабых ЭМП различных частот представляет собой чрезвычайно важную фундаментальную и прикладную проблему биологии.

С другой стороны, в настоящее время в связи с интенсивным развитием радиоэлектроники и различных средств радиосвязи происходит существенное увеличение уровня фона неионизирующих ЭМП различных частот - от ОНЧ (=КНЧ; 3 кГц) до КВЧ (300 ГГц). Воздействию этих ЭМП подвергаются все живые организмы, населяющие Землю. Для сельскохо-

зяйственной практики особый интерес представляют ЭМП промышленной частоты - 50-60 Гц (низкочастотные). Современное растениеводство и, прежде всего, тепличное растениеводство немыслимо без использования электрических приборов и механизмов. Наличие в теплицах электрических сетей и электроприборов неизбежно будет усиливать электромагнитный фон среды обитания растений. Но и в условиях полевого выращивания растений они могут подвергаться воздействию сильных электромагнитных полей т.к. часть сельскохозяйственных угодий оказываются в зоне расположения высоковольтных линий электропередач, вдоль которых формируются сильные ЭМП.

Для объяснения возможных механизмов воздействия ЭМП на живые организмы предложен ряд гипотез. В частности отметим такие, как циклотронный резонанс, образование радикальных пар, связанное с модуляцией синглет-триплетных взаимопревращений, а также изменение ориентации ферримагнитных частиц в тканях [8, 16]. В настоящее время исследователи ведут интенсивные анализы физиологических, биохимических и биофизических механизмов воздействия ЭМП различных частот на растения. Но инфор-

{ ^ )

мадии о них, по свидетельству специалистов, ещё очень мало, а полученные факты противоречивы [5-7, 14, 15].

Целью наших исследований был анализ влияния на всхожесть и прорастание семян достаточно высоких уровней напряжённости электромагнитного поля с тем, чтобы позднее проанализировать одновременное, сочетанное действие на ростовые процессы электромагнитного поля с некоторыми химическими факторами. В настоящем сообщении изложены результаты анализа влияния на прорастание семян проса электромагнитного поля частотой 50 Гц и напряжённостью до 492 А/м.

Материалы и методы исследований

Материалом для исследования служили семена и проростки проса (Panicum mi/iaceum) сорта «Квартет» урожая 2015 года.

Исследуемым фактором было переменное электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц) различной напряжённости, создаваемой в полости индукционной катушки, намотанной на текстолитовый каркас прямоугольного сечения. Многослойная рядовая обмотка индукционной катушки, выполненная одножильным алюминиевым проводом марки «АПВ-10» диаметром =3,5 мм в виниловой изоляции и имеющая 11 отводов, позволяющих использовать различное число её витков. Катушку подключали к сети 220 В через лабораторный автотрансформатор марки TDGC2-1K (ЭТК «Энергия», Россия). Использование автотрансформатора и отводов от обмотки катушки позволяли изменять интенсивность электрического и магнитного полей внутри её полости размером 48x29x20 см.

Для изучения прорастания семян и развития проростков применяли лабораторный вегетационный рулонный метод. По 110±10 семян проса размещали на увлажнённой полосе фильтровальной бумаги, уложенной на ленту из плотного чёрного полиэтилена. После укладки семян полиэтиленовую ленту вместе с фильтровальной бумагой заворачивали в рулон и помещали в стеклянный цилиндр с небольшим количеством дистиллированной воды или исследуемого раствора бихромата калия. Стеклянные цилиндры с рулонами закрывали полиэтиленовыми крышками (для предотвращения высыхания бумаги в рулонах) и, в зависимости от варианта, устанавливали либо в полость катушки, либо в вегетационный короб вне катушки. И катушка, и вегетационный короб находились в помещении, температура которого автоматически поддерживалась на уровне 21±1°С. Семена проса проращивали в темноте в течение 7 суток. По истечении этого срока рулоны разворачивали, подсчитывали число не проросших семян и измеряли длины первичного корня и ростка каждого проростка.

Полученные данные были проанализированы статистически с использованием компьютерных программ «Statistica 6.0» и «STADIA 6.5». Статистический анализ всхожести семян с использованием U-критерия после ф-преобразования частот [13] непро-росших семян выполнен в «Excel».

Результаты исследований и их обсуждение

Влияние ЭМП на всхожесть семян. Реакция семян на воздействие электромагнитного излучения может быть различной. По результатам исследований, опубликованным ранее, результат воздействия ЭМП на семена зависит от вида и сорта растений, качества семенного материала, дозы и времени облучения, длительности периода «отлёжки» семян (периода от окончания облучения семян до их посева или лабораторного проращивания) и целого ряда факторов окружающей среды. Установлено, что степень влажности семян в момент воздействия на них ЭМП может сильно отражаться на последующей всхожести семян и интенсивности развития корней и стеблей [3, 9, 11].

Поэтому все процессы их активизации к прорастанию протекали под воздействием этих факторов, что, вероятно, могло отразиться на всхожести семян. Анализ доли проросших семян показал следующее.

В нашем эксперименте все семена были из одной партии, что позволяло предположить их одинаковую влажность. Воздействие ЭМП начиналось сразу же после замачивания семян. По этим причинам влажность семян не определяли. Лабораторная всхожесть семян, анализируемая по истечении недельного развития семян, варьировала в пределах 81,7-92,3%. Всхожесть семян в контроле составила 87,6%. Статистический анализ данных показал, что недельное воздействие ЭМП указанных режимов на замоченные семена и образовавшиеся проростки не оказало статистически достоверного влияния на всхожесть семян (табл. 1).

При этом коэффициент корреляции всхожести семян в исследованных вариантах опыта с напряжённостью воздействующего ЭМП был умеренным и положительным (г=0,581). Зависимость всхожести семян от напряжённости ЭМП в среде прорастания статистически достоверно интерполируется выражением у= 85,062+0,010-х (рис. 1).

На основании полученных результатов следует сделать вывод об отсутствии в проведённом нами эксперименте влияния ЭМП частотой 50 Гц и напряжённостью 0,03-492,0 А/м на всхожесть семян. Вместе с тем, ранее в экспериментах, выполненных на пшенице, было установлено [1], что кратковременные воздействия переменного ЭМП низкой напряжённости повышают всхожесть семян, а длительное воздействие ЭМП с теми же характеристиками всхожесть семян снижает.

Жолобова М.В. с сотрудниками [3] исследовали влияние НЧ ЭМП частотой 50 Гц на энергию прорастания трёх различных сортов ячменя в специальной лабораторной установке с кольцевыми полюсными наконечниками прямоугольного сечения. Были установлены оптимальные для разработанной авторами установки режимы облучения семян для получения максимальной энергии их прорастания, а также выявлено, что на энергию прорастания после облучения влияет сортовая принадлежность, влажность семян и время их облучения. Низкочастотные ЭМП использованы для активизации прорастания семян лесных культур. Воздействие на семена хвойных пород ЭМП

{ з )

низкой (1-16 и 9-19 Гц) вызывали активизацию прорастания семян всех классов качества, причём более заметным стимулирующий эффект наблюдался у старых семян с пониженной всхожестью. Осенняя обработка семян ЭМП была менее эффективной по срав-

нению с весенней, видимо потому, что осенью облучённые семена вынуждены были оставаться в покое более длительное время, чем облучённые весной [9, 11].

Таблица 1. - Лабораторная всхожесть семян проращиваемых

Напряжён- Замочено Проросло Не проросли Лаборатор- Отличие от

ность ЭМП, семян семян Не Наклюнулись ная всхо- контроля, Р

А/м наклюнулись жесть, %

0, Контр 105 92 7 6 87,6 -

0,03 131 107 20 4 81,7 <0,05

269 103 90 9 4 87,4 <0,05

329 101 90 10 1 89,1 <0,05

331 109 96 12 1 88,1 <0,05

389 108 100 6 2 92,3 <0,05

492 113 98 15 - 86,8 <0,05

94

92

90

ве

31

82

30

100

у = 35.062+0 010-Х

Ж 95% еапНйепее

200

■360

¿00 50»

Напряжённое^ ЭМП А/м Рис.1. Зависимость всхожести семян (%) от напряжённости ЭМП (А/м).

В задачи нашего эксперимента не входило установление стимулирующего эффекта воздействия ЭМП, т.к. такой эффект обнаруживают кратковременные (от нескольких секунд до нескольких десятков минут) и низкоинтенсивные ЭМП. Нас интересовали результаты хронического воздействия высоких ЭМП высоких уровней напряжённости. Вероятно, именно эти режимы воздействия на прорастающие семена и обусловили отсутствие различий во всхожести в разных вариантах опыта.

Влияние ЭМП на рост корня. У прорастающих семян проса сначала появляется первичный корень. В контроле длина корней у разных проростков к концу 7 суток развития варьировала от 6 до 54 мм. Средняя длина первичных корней во всей контрольной выборке равнялась 37,5±1,2 мм (табл. 2).

При повышении напряжённости ЭМП средняя длина корней статистически достоверно увеличивается до 76,6 мм в варианте воздействия ЭМП напряжён-

ностью 329 А/м. Затем длина первичных корешков несколько уменьшается (до 65,7 мм), но затем вновь увеличивается до 75,9 мм, почти достигая максимальной величины (76,6 мм). И лишь ЭМП максимальной напряжённости (492 А/м) приводит к снижению стимулирующего эффекта электромагнитного поля: средняя длина первичных корней у проростков составляла лишь 48,4±1,3. Величины средних арифметических длин первичного корня во всех экспериментальных вариантах воздействия ЭМП статистически достоверно отличаются от средней длины первичного корня в контрольном варианте. Однофакторный дисперсионный анализ этих данных также свидетельствует о статистически достоверном влиянии ЭМП на длину первичного корня у проростков проса (табл. 3). Следует также отметить уменьшение коэффициентов вариации длин первичных корней у растений, подвергшихся действию электромагнитного поля.

Таблица 2 - Влияние переменного электромагнитного поля частотой 50 Гц и различной напряжённости _на среднюю длину первичных корешков недельных проростков проса_

Напряжённость ЭМП, А/м Размер выборки lim Средняя длина корней Стандартное отклонение, а Коэффициент вариации, Cv, % Отличие от контроля, Р

min max

0, Контр. 92 6 54 37,5 ±1,2 11,3 30,1 -

0,03 107 7 68 48,7 ±1,2 12,2 25,1 >0,001

269 90 10 87 56,1 ±1,7 15,7 28,0 >0,001

329 90 11 95 76,6 ±1,7 15,7 20,5 >0,001

331 96 21 91 65,7 ±1,2 11,8 18,0 >0,001

389 100 17 95 75,9 ±1,4 14,0 18,4 >0,001

492 98 15 71 48,4 ±1,3 13,1 27,1 >0,001

Таблица 3 - Результаты однофакторного дисперсионного анализа влияния ЭМП на длину первичных

корней недельных проростков проса, полученные в программе STADIA 6.5.

Источник Сум. квадр Ст. своб Ср. квадр F Значимость Сила влияния

Фактор ЭМП 1,402-103 1 1,402-103 7,761 3,719-10"3 -0,0586

Остат. 2,168-103 12 1,807-104

Общая 3,571-103 13 2,747-104

Б (фактор ЭМП) = 7,761, 3начимость=3,71910 степ, своб = 12, Гипотеза 1: (Есть влияние фактора на отклик)

у = 46.840+0.045-х

• .

• | Ж 95% confidence

О 100 200 300 400 500

Напряжённость ЭМП, А/м

Рис. 2. Зависимость средней арифметической длины первичного корня у недельных проростков проса

от напряжённости электромагнитного поля.

Коэффициент корреляции средних арифметических длин первичных корней с напряжённостью ЭМП умеренный (г=+0,570), зависимость же длин первичных корней от напряжённости может быть интерполирована уравнением у= 46,840+0,045-х (рис. 2).

Снижение интенсивности роста корня при очень высокой напряжённости ЭМП, вероятно, происходит из-за нарушения метаболических процессов и изменения пролиферативной активности клеток в конусах нарастания. Аналогичное торможение развития проростков при воздействии ЭМП на поздних стадиях прорастания семян, а также при увеличении продолжительности обработки семян ЭМП было установлено в экспериментах Аксенова С.И. [1] и А.О Кошкиной [2011]. Шашурин М.М. с сотр. [14] обнаружил, что при увеличении параметров напряжённости электрического и индукции магнитного поля интенсивность протекания процессов биосинтеза ДНК и белка

в клетках подорожника снижалась в 1,1-1,3 раза по сравнению с контролем. Угнетение этих процессов могло, по мнению авторов, снижать лабораторную всхожесть семян и митотическую активность мери-стематических клеток корешков проростков подорожника. Реагирование митотических индексов на воздействие ЭМП частотой 50 Гц в течение 1-36 часов было доказано экспериментами [19]. Это может происходить за счёт ранее установленных нарушений синтеза нуклеиновых кислот и белков, которые отражаются на интенсивности клеточного деления и темпах роста растений [12,18].

ЭМП могут быть стрессовым фактором и их воздействие на растения может вызывать в клеточных мембранах липотропный эффект, который происходит путём активирования липаз и фосфолипаз а также перекисного окисления липидов. Эти процессы обусловлены усилением генерации активных форм кис-

{ s )

порода и свободных радикалов. Установлено, что активность ферментов антиоксидантной защиты и интенсивность процессов перекисного окисления липи-дов тесно взаимосвязаны и зависят от интенсивности электромагнитного поля, действующего на растения [10,14, 17,20].

Влияние ЭМП на длину ростков. Длина ростка у проростка является важным показателем влияния внешних факторов на метаболические процессы, происходящие в растительном организме. В контрольном варианте длина ростков недельных проростков составляла 16,5 мм (табл. 4). Воздействие ЭМП постепенно возрастающей напряжённости стимулировало рост стеблей. Длина ростков постепенно возрастала и становилась максимальной (45,3 мм) при воздействии ЭМП напряжённостью 329 А/м. Увеличение напряжённости до 331 А/м несколько снижала интенсивность роста корней, но при его увеличении до 389 А/м

вновь происходила интенсификация ростовых процессов в стебле. При максимальной напряжённости переменного ЭМП происходило некоторое замедление ростовых процессов также, как это наблюдали у корней. Волнообразную реакцию линейных параметров проростков на изменение параметров ЭМП обнаруживали и другие исследователи [например, 14].

Коэффициенты вариации длин ростков при увеличении напряжённости ЭМП постепенно снижаются с 53,9% в контрольном варианте до 23,5% при напряжённости 389 А/м и лишь при максимальной напряжённости (492 А/м) вариация длин ростков вновь увеличивается, но продолжает оставаться меньшей, чем в контроле. Похожую картину мы наблюдали и в случае изменчивости длины первичного корня. Механизмы, уменьшающие величину варьирования изученных признаков, пока остаются невыясненными.

Таблица 4 - Влияние переменного электромагнитного поля частотой 50 Гц и различной напряжённости _на среднюю длину ростков недельных проростков проса._

Напряжён- Размер Иш Средняя длина Стандартное Коэффициент Отличие от

ность выборки гшп шах стеблей отклонение, вариации, контроля,

ЭМП, А/м X ± СТ Су, % Р

0, Контр 92 0 37 16,5 ±0,9 8,9 53,9

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,03 107 1 41 19,6 ±0,9 9,1 46,4 >0,05

269 90 1 46 27,9 ±1,0 9,2 33,0 >0,001

329 90 1 69 45,3 ±1,3 12,2 26,9 >0,001

331 96 9 48 31,6 ±0,8 8,3 26,3 >0,001

389 100 7 70 51,5 ±1,2 12,1 23,5 >0,001

492 98 1 50 26,2 ±1,2 11,4 43,5 >0,001

1 55

16 -----;-------,-

О 100 200 300 400 500

Напряженность ЭМП А/м

Рис. 3. Зависимость средней арифметической длины ростков у недельных проростков проса от напряжённости

электромагнитного поля.

Таким образом, действующее переменное электромагнитное поле оказывало стимулирующее действие на ростовые процессы и корня и стебля недельных проростков проса до значений, равных 389 А/м. При увеличении напряжённости электромагнитного поля до максимальной величины (492 А/м) происходило некоторое уменьшение интенсивности ростовых

процессов, но при этом они оставались существенно выше контрольных величин.

Зависимость средних арифметических длины корня от напряжённости ЭМП показана на графике (рис. 3) и может быть интерполирована уравнением у = 20,109 + 0,043-х. Коэффициент корреляции средних длин корня с напряжённостью электромагнитного

{ * )

поля оказался умеренным и положительным (+0,632). Таким образом, с увеличением напряжённости электромагнитного поля рост стеблей проростков происходит более интенсивно, но ингибируется максимальными (492 А/м) напряжённостями ЭМП

Полученные нами результаты достаточно хорошо согласуются с результатами других исследований. Так, в экспериментах А.О. Кошкиной [2012] обработка семян пшеницы в специально созданном устройстве для предпосевной обработки семян (УТЭМС -1), обеспечивающем воздействие на семена тепла и ЭМП, установлен более интенсивный рост по сравнению с контролем. Кратковременная предпосевная стимуляция семян ячменя приводила к ускорению развития проростков ячменя [4]. В то же время, в экспериментах Аксенова С.И. [1] 6-дневное воздействие ЭМП на семена пшеницы в период их набухания приводило к замедлению развития проростков. Возможно, что различия в обнаруженных эффектах действия ЭМП обусловлены его физическими параметрами в экспериментах различных авторов. Известно, что ЭМП определенной напряженности и частоты могут изменять проницаемость биологических мембран и активность некоторых ферментов. При этом даже небольшие изменения параметров электромагнитного воздействия могут изменить интенсивность и механизм осуществления ответа биосистемы [2].

Корреляция длин корней и стеблей при различной напряжённости ЭМП. Представляет интерес сравнение реакций ростков и первичных корней проростков проса на увеличение напряжённости электромагнитного поля в среде прорастания. Для выяснения этого вопроса внутри контрольной выборки и каждого из 5 вариантов воздействия ЭМП были проанализированы корреляции величины стебля с длиной корня. Вычисленные коэффициенты корреляции и функции, которыми могут быть интерполированы эти зависимости, представлены в таблице 5.

Как видно из таблицы, корреляция длин ростков с длинами корней проростков умеренная - коэффициенты корреляции варьируют от 0,36 до 0,68. Строгой закономерности изменения величин коэффициентов корреляции «/ ростка -/ корня» с увеличением напряжённости ЭМП установить не удаётся. По-видимому, ЭМП влияет на рост корней и стеблей проростков через сложные механизмы регуляции метаболизма, определяемого генотипическими особенностями отдельных проростков. Нивелировать эти особенности реакций отдельных проростков, вероятно, возможно, анализируя корреляцию средних арифметических длины ростков со средними арифметическими корней проростков в 7 исследованных вариантах.

Таблица 5 - Коэффициенты корреляции и математические интерполяции зависимости длины стебля

и длины корня при различной напряжённости ЭМП.

Напряжённость ЭМП, А/м Размер выборки Коэффициент корреляции Функция зависимости длины стебля от длины корня

0, Контр. 92 0,599 у = -1,240+ 0,274-л;

0,03 107 0,536 7 = 0,081 + 0,400

269 90 0,364 у= 16,049 + 0,212-х

329 90 0,508 у= 15,083 + 0,395-л:

331 96 0,681 у = 0,723 + 0,480-х

389 100 0,550 у= 15,399+ 0,475-л:

492 98 0,528 у = 3,894 + 0,461

^95% confidente

50 55

Длина ростков, мм

Рис. 4 . Корреляция средней длины ростков со средней длиной первичных корней у недельных проростков проса, развивавшихся при воздействии ЭМП различной (0-492 А/м) напряжённости.

Í > )

Корреляция средних длин корня со средней длиной ростков при изменении уровней напряжённости ЭМП характеризуется положительным и очень высоким коэффициентом (г=+0,949), а сама зависимость интерполируется уравнением у 24,226 + 1,095-х (рис. 4) Таким образом, с увеличением напряжённости электромагнитного поля увеличение линейных размеров и ростков и первичных корней у проростков проса происходит более интенсивно.

Выводы и заключение

На основании полученных результатов можно сделать выводы, что в нашем эксперименте 7-дневное воздействие электромагнитного поля частотой 50 Гц и напряжённостью в интервале 0,03-

492,0 А/м оказало следующее влияние на исследованные биологические характеристики проращиваемых в темноте семян проса:

1) ЭМП не оказывало статистически достоверного влияния на всхожесть семян, которая варьировала в пределах 81,7-92,3% при контрольной величине 87,6%;

2) ЭМП вызывало статистически достоверное увеличение темпов роста первичного корня;

3) ЭМП вызывало статистически достоверное увеличение средней длины ростков. Изменение средних длин ростков с увеличением напряжённости ЭМП было не равномерным, а волнообразным.

Исследования биологических эффектов низкочастотных ЭМП на растения имеет важное теоретическое и практическое значение и их более детальное исследование будет нами продолжено.

Литература

1. Аксенов С. И. Физико-химический механизм чув-

ствительности биологических процессов к слабым ЭМП низких частот. // Проблемы регуляции в биологических системах / Под общей ред. А. Б. Рубина. - М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2006. - 480 с.

2. Бурлакова Б.Б., Конрадов A.A., Мальцева £.Л.

Сверхслабые воздействия химических соединений и физических факторов на биологические системы /Е.Б. Бурлакова, A.A. Конрадов, Е.Л. Мальцева. // Биофизика. 2004. Т. 49. -С. 551-564.

3. Жолобова М.В. и др. Анализ влияния предпосев-

ной обработки семян переменным электромагнитным полем промышленной частоты (ЭМП ПЧ 50 Гц) на энергию прорастания семян среднеспелого ярового ячменя сортов В акула, Виконт, Ратник. / Жолобова М.В., Федоршценко М.Г., Шабанов Н.И., Грачёва H.H. // Научный журнал КубГАУ, 2016, № 118 (04). [Электронный ресурс]. URL: http://ei.kubagro.ru/2016/04/pdf/71.pdf (дата обращения: 12.01.2017).

4. Казакова A.C., Майборода С.Ю. Влияние обра-

ботки семян ярового ячменя переменным электромагнитным полем промышленной частоты на прохождение микрофенологических фаз прорастания семян // Современная техника и технологии. 2015. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/12/8798 (дата обращения: 04.01.2017).

5. Ковалева A.B. Влияние электромагнитных полей и

излучений на биообъекты // Запор1зький нащо-нальний ушверситет. Електронне наукове видан-ня. Актуальш питания бюлоги, екологп та xiMii*. 2009. Т.1. № 1. -С. 64-85.

6. Кошкина А.О. [2011] Исследования комплексного

воздействия электромагнитного и теплового полей на качество посевного материала яровой пшеницы. // Современная техника и технологии. 2011. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2011/11/144 (дата обращения: 17.01.2017).

7. Кошкина А.О. [2012] Устройство для предпосев-

ной обработки тепловым и электромагнитным полем семян // Современная техника и технологии, 2012, Июнь. [Электронный pecypcl. URL: http://technology.snauka.ru/2012/06/985 (дата обращения: 17.01.2017).

8. Леднев В.В. Биоэффекты слабых комбинирован-

ных постоянных и переменных магнитных полей // Биофизика. 1996. Т. 41. С. 224-231.

9. Орлов Ф.С. Влияние низкочастотного электромаг-

нитного поля на посевные качества семян хвойных пород // Лесной вестник. 2014. №4. -С. 56-62.

10. Половинкина Б.О. и др. Изменение уровня пере-

кисного окисления липидов и активности компонентов антиоксидантного комплекса в хлоропла-стах гороха при воздействии слабых импульсных магнитных полей / Половинкина Е.О., Кальясова Е.А., Синицына Ю.В., Веселов А.П. // Физиология растений. 2011. Т. 58.№ 6. -С. 930-934.

11. Смирнов А.И. и др. Использование низкочастот-

ных электромагнитных полей для повышения посевных и фитосанитарных качеств семян хвойных пород / А.И. Смирнов, Ф.С. Орлов, Н.В. Пентелькина. // «Лес-2013», ХШ Междунар. научно-техн. конф. 1.V-1.VI 2013 г.». [Электронный ресурс]. URL: http://www.science-bsea.bgita.ru/2013/les 2013/smirnov isp.htm (дата обращения: 09.01.2017).

12. Сысоева И.В. Современное представление о био-

логическом действии магнитных полей и их применение в медицине // Медицинские новости. 2005. №4. С. 21-28.

13. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологиче-

ских и медицинских исследованиях. -М.: Медицина, 1975. -295 с.

14. Шашурин М.М. и др. Ответная реакция подорожника среднего на действие электромагнитного поля промышленной частоты (50 Гц) / М.М. Шашурин, И.А. Прокопьев, A.A. Шеин, Г.В. Филиппова, А.Н. Журавская // Физиология растений. 2014, Т.61, № 4, -С.517-521

15. Шашурин М.М. Эффекты действия техногенных электромагнитных излучений и полей на живые организмы (обзор) // Наука и образование, 2015, №3. -С. 83-89.

16. Galland P., Pazur A. Magnetoreception in plants // J.

Plant Res. 2005. V. 118. № 6. -P. 371-389.

17. Lee B.C. et al. Effects of extremely low frequency

magnetic field on the antioxidant defence system in mouse brain: a chemoluminescence study/ Lee B.C., Johng H.M., Lim J.K., Jeong J.H., Baik K.Y., Nam T.J., Lee J.H., Kim J., Sohn U.D., Yoon G., Shin S., Soh K.S. // J. Photochem. Photobiol. 2004. V. 73. -P. 43-48.

Поступила в редакцию: 15.03.2017

18. Muszynski S., Gagos M., Pietruszewski S. Short-term pre-germination exposure to ELF magnetic field does not influence seedling growth in durum wheat (Triticum durum) // Pol. J. Environ. Stud. 2009. V. 18. P. 1064-1072.

19. Racuciu M. 50 Hz frequency magnetic field effects

on mitotic activity in the maize root. // Romanian J. Biophys., Bucharest, 2011. V. 21, № 1, -P. 53-62.

20. Yinan Y., Yuan L., Chunyan L. Effects of seed pre-

treatment on the sensitivity of cucumber (Cucumis sativus) seedlings to ultraviolet-B radiation // Environ. Exp. Bot. 2005. V. 54. P. 286- 294.

Владимир Иванович Крюков, доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник инновационного научно-исследовательского испытательного центра ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет им. Н. В. Парахина», Россия, г. Орёл, тел. 8 (4862) 47-51-71, e-mail: iniic@mail.ru

{ » )

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.