Исследование влияния режимов предпосевной обработки семян зеленных культур СВЧ-энергией на лабораторную всхожесть

Введение. Давно доказана уникальная роль зеленных растений (укроп, петрушка, салат, шпинат, сельдерей и другие) в поддержании жизненного тонуса организма человека. Например, укроп люди стали использовать до нашей эры. Его ценили как ароматическое и целебное растение земледельцы Египта, Греции и Рима. Свежая зелень укропа содержит витамины г р уппы А и В, флавоноиды, антиокислители, а также много витамина С. В укропе содержится большое количество растительных антибиотиков-фитонцидов, много солей железа, фосфора, калия и кальция. За счет содержания эфирных масел укроп обладает лечебными свойствами. Один из основных компонентов, содержащий укропное эфирное масло, карвон используется в медицинской промышленности. При употреблении зелени укропа в пищу усиливается пищеварительная деятельность, повышается сопротивляемость организма к болезням. При сердечных, гипертонических заболеваниях, атеросклерозе укроп дает хороший лечебный эффект. Настои и отвары семян повышают лактацию у кормящих матерей, обладают мочегонным действием, их применяют как отхаркивающее и успокаивающее средство при простудных заболеваниях [1].

Однако одной из причин низкого потребления населением Сибири в зимний период зеленных растений является их высокая стоимость (1 кг стоит 350 руб. и выше), во многом определяемая ценой на семена [2].

От качества посевного материала зависит получение полноценного урожая. Зеленные культуры, такие как укроп и петрушка, холодостойки, их высевают рано, но они долго всходят из-за наличия в семенах эфирных масел. При высевах используют завышенные нормы для получения полноценного урожая. Для улучшения всхожести и повышения урожайности необходимо применять современные способы обработки семян перед посевом.

Сверхвысокочастотная технология, объединяющая электрические и тепловые процессы воздействия на семена, является наиболее перспективной среди современных методов предпосевной обработки семян [2–7].

Цель исследований : изучение влияния режимов предпосевной обработки СВЧ-энергией семян укропа и петрушки на их лабораторную всхожесть для снижения нормы высева семян.

Методика и результаты исследования. Температура нагрева семян, которая зависит от влажности семян, напряженности поля в материале и экспозиции, является основным фактором, оказывающим стимулирующее воздействие на семена [2–7].

Лабораторные исследования по изучению влияния режимов предпосевной обработки семян ЭМП СВЧ проводились на семенах укропа сорта Узоры и петрушки сорта Обыкновенная.

В основу исследований положена методика активного планирования двухфакторного эксперимента по плану Кона (Ко 2 ), где каждая из независимых переменных должна принимать не менее трех значений: минимальное, максимальное и среднее [8]. Изучаемые входные параметры:

х 1 – от 30 до 90 с – экспозиция нагрева τ ;

х 2 – от 100 до 800 Вт/дм³ – удельная мощность Р уд .

Схема лабораторного опыта представлена в таблице 1.

Таблица 1

Вариант	Экспозиция, с	Удельная мощность, Вт/дм3
1	90	800
2	30	800
3	90	100
4	30	100
5	90	450
6	30	450
7	60	800
8	60	100
9	60	450
10		Контроль

Схема опытов обработки семян зеленных в СВЧ-поле

Для проведения опыта из 10-вариантной схемы семена увлажнялись водой в течение 10 мин до влажности 30 % с температурой воды 23 ºС. После увлажнения электронными весами НВ-600 было взвешено по 350 г семян укропа и петрушки для помещения в СВЧ-поле. В ходе проведения опытов измерялись входные параметры: мощность, потребляемая установкой измерительным комплектом К-505, и экспозиция секундомером. После нахождения семян в ЭМП СВЧ производили измерение температуры материала с помощью пирометра Testo 830-T1 бесконтактным методом.

Влияние режимов предпосевной обработки семян СВЧ-полем на энергию прорастания устанавливали по количеству проросших семян в чашках Петри, помещенных в термостат, в со- ответствии с методиками, изложенными в ГОСТ 12038-84.

Семена укропа и петрушки должны прорастать на 21-й и 14-й день соответственно. Результаты проверялись на 5-й день высева. Кроме контрольных образцов и образцов, погибших на жестких режимах, практически все семена взошли.

В ходе исследования получены результаты нагрева и всхожести образцов семян (табл. 2).

Математическая обработка результатов исследований проводилась по методике, изложенной в [8]. Результаты наблюдений эксперимента вносились в матрицу для проведения дисперсионного анализа, а затем и регрессионного соответственно вариантам варьирования плана.

Таблица 2

Температура и всхожесть семян укропа сорта Узоры и семян петрушки сорта Обыкновенная

Вариант Температура, ºС Всхожесть укропа Всхожесть петрушки Укроп Петрушка Повторность 1 2 3 4 1 2 3 4 1 72 67,5 0 0 0 0 0 0 0 0 2 53,75 49,25 19 12 18 10 18 21 19 17 3 34,5 37 25 23 22 21 22 25 24 22 4 25,25 31 12 13 16 10 17 17 16 19 5 57,5 65,75 1 0 0 2 0 0 0 0 6 36 40,5 25 22 25 23 24 24 23 25 7 65 65,5 3 0 5 0 0 0 0 0 8 31,75 35,25 12 13 19 21 17 20 16 18 9 47,5 58,75 11 12 6 13 6 10 11 3 10 (контроль) 19,8 21 8 10 11 9 9 8 10 9 yt = 48,05 + 8,17 xt + 16,5x2 + 2,25x tx2;  (1)

В результате обработки данных по определению значимых коэффициентов получены адекватные уравнения регрессии, связывающие выходные параметры – температуру нагрева семян укропа ( y 1 ), температуру нагрева семян петрушки ( y 2 ), лабораторную всхожесть семян укропа ( y 3 ), лабораторную всхожесть семян петрушки ( y 4 ):

y2 = 58,1 + 8,25xt + 3,16x2 + 3,06x1x2;(2)

y3 = 9,75 - 4,63xj - 5,83x2 - 6,18xjX2;

y4 = 6,86 - 6,13xj - 6,53x2 - 6,18xjX2 .(4)

Все уравнения были табулированы в про грамме Excel. Поверхности откликов уравнений (1)–(4) приведены на рисунках 1–6.

Рис. 1. Зависимость температуры нагрева семян укропа от экспозиции т и удельной мощности СВЧ-поля Р уд

Рис. 2. Зависимость температуры нагрева семян укропа от удельной мощности Р уд СВЧ-поля и экспозиции т

Рис. 3. Зависимость температуры нагрева семян петрушки от экспозиции т и удельной мощности СВЧ-поля Р уд

Рис. 4. Зависимость температуры нагрева семян петрушки от удельной мощности Р уд СВЧ-поля и экспозиции т

Рис. 5. Зависимость лабораторной всхожести семян укропа от режимов обработки в СВЧ-поле: удельной мощности Р уд и экспозиции т

Рис. 6. Зависимость лабораторной всхожести семян петрушки от режимов обработки в СВЧ-поле: удельной мощности Р уд и экспозиции т

Анализ рисунков 1–4 показывает практически линейную зависимость температуры нагрева от увеличения мощности ЭМП СВЧ и экспозиции.

Из рисунков 5 и 6 следует, что при удельной мощности 800 Вт/дм3 и экспозиции 90 с семена обеих культур погибают, а при уменьшении удельной мощности до минимального значения 100 Вт/дм3 при той же экспозиции всхожесть семян укропа значительно возрастает. Исследуемые семена петрушки ведут себя несколько иначе: для них наиболее эффективными являются режимы при удельной мощности 100 Вт/дм3 и экспозициях от 30 с.

Таким образом, обработка семян в СВЧ-поле значительно сократит норму высева семян, а также период вегетации растений, что принесет тепличным хозяйствам значительную прибыль.

Выводы

• 1.    В результате проведения лабораторных опытов по исследованию влиянию режимов предпосевной обработки семян зеленных культур в ЭМП СВЧ на их всхожесть в лабораторных

• 2.    Приобретенные в розничной торговле семена укропа и петрушки имеют низкую всхожесть (8–11 %). Установлено, что при воздействии ЭМП СВЧ удельной мощностью 100 Вт/дм³ в течение 90 с или соответственно 450 Вт/дм³ в течение 30 с можно добиться увеличения всхожести до 25 %, т. е. снизить норму высева семян до трех раз.

условиях выявлены режимы, которые способствуют лучшему прорастанию семян.