Исследование влияния предпосевной обработки семян болгарского перца и огурца на рост и развитие растений

Введение. Предпосевная обработка семян различными методами – это эффективный способ пробуждения семенного материала, направленный на повышение их всхожести, подавление инфекций и повышение урожайности будущих растений. Ультразвуковая и вибрационная обработка зерна и семян перед посадкой интенсифицирует процесс прорастания, повышает урожайность различных культур [13]. Механизм ультразвукового и вибрационного воздействия на зерна и семена до конца не исследован. Про некоторые методы воздействия мало знают специалисты, применение других задерживается из-за высоких (для сельскохозяйственного производства) цен на современное ультразвуковое и вибрационное оборудование. Ясно только, что данное предпосевное воздействие способно стимулировать жизненные силы, заложенные природой в каждую сельскохозяйственную культуру. Экспериментальные исследования, проведенные различными авторами, позволили установить, что ультразвуковое и вибрационное воздействие в большей или меньшей степени, но всегда влияет на процесс прорастания зерен и семян и увеличивает во многих случаях урожайность. Для повышения всхожести семена их можно обработать ультразвуком или подвергнуть воздействию вибрации в ванне с водой или водным раствором различных веществ. Эффект повышения урожайности семян зависит от их биологического качества. Элитные семена мало реагируют на предпосевную симуляцию, а семена низкого качества после ультразвуковой обработки могут увеличивать урожайность до 30-50%. Под влиянием ультразвука и вибрации на поверхности семян образуются микроповреждения размером 10^-5-10^-6 м. Эти микроповреждения снижают механическую прочность семенной оболочки и облегчают газовлагообмен. Однако слишком интенсивная ультразвуковая обработка может привести к отрицательному результату, то есть к гибели семян или самих растений [4, 9].

Данная работа выполнялась в рамках студенческого научного кружка «В мире техники», руководитель кружка к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

Цель исследования: выяснить влияние ультразвуковой и вибрационной обработки семян болгарского перца и огурца на урожайность растений.

Объект исследования:   в качестве экспериментального образца использовалась семена болгарского перца и огурца.

Основная часть. Семена опытного образца болгарского перца были обработаны ультразвуком и вибрацией. Контрольный образец семян обработке не подвергался. Воздействие на семена ультразвуком проводилось с временным интервалом: 3 минуты – первый образец и 5 минут – второй образец с частотой 50 кГц. Вибрационная обработка семян проводилась с частотой 50 Гц и амплитудой 10 мм 10, 20 и 30 минут каждая группа семян соответственно [5, 8]. После обработки семена были посажены в грунт. Уход за опытными и контрольными образцами осуществлялся одновременно и проводился одинаково.

31.03.2021 г. в лотки с рассадой добавлена земля для фиксации стеблей.

04.04.2021 г. рассада перца пересажена в тару большего размера для пикирования.

Результаты наблюдений представлены в табл. 1 и на рис. 1.

Таблица 1 – Сравнение всхожести и роста болгарского перца

Дата	Контрольный образец	Вибрация			Ультразвук
		10 мин.	20 мин.	30 мин.	3 мин.	5 мин.
12.03.2021 г.	-	-	-	-	-	-
18.03.2021 г.	10 мм	8 мм	12 мм	18 мм	15 мм	5 мм
20.03.2021 г.	25 мм	20 мм	35 мм	36 мм	38 мм	23 мм
25.03.2021 г.	33 мм	52 мм	47 мм	43 мм	49 мм	44 мм
31.03.2021 г.	48 мм	66 мм	58 мм	56 мм	73 мм	64 мм
31.03.2021 г.	Подсыпка земли
04.04.2021 г.	35 мм	45 мм	46 мм	38 мм	63 мм	48 мм
04.04.2021 г.	Пересадка
11.04.2021 г.	28 мм	56 мм	51 мм	40 мм	67 мм	59 мм
18.04.2021 г.	37 мм	68 мм	64 мм	49 мм	79 мм	70 мм

Рисунок 1 – Сравнение всхожести болгарского перца при различных видах предпосевной обработки

Анализ таблицы 1 показывает, что из предложенных вариантов предпосевной обработки семян болгарского перца на всхожесть и рост растения лучшим является ультразвуковая обработка.

Семена опытных образцов огурца были обработаны ультразвуком. Для этого применялся акустический генератор со следующими параметрами: напряжение 220 В, частота 50 Гц, мощность 25 Вт. Воздействие на семена ультразвуком проводилось с временным интервалом 3 минуты на первый образец и 5 минут на второй образец. После обработки семена были посажены в землю (12.03.2021 г.). Уход за опытными и контрольными образцами осуществлялся одновременно и проводился одинаково.

01.04.2021 г. у всех растений появились по 3 листочка.

02.04.2021 г. рассада огурца была пересажена в емкость побольше.

06.04.2021 г. опытный образец, который был обработан ультразвуком в течение 5 мин., погиб.

Результаты исследований представлены в табл. 2 и на рис. 2.

Таблица 2 – Сравнение всхожести и роста огурца

Дата	Контрольный образец	Ультразвук
		3 мин.	5 мин.
1	2	3	4
12.03.2021	-	-	-
16.03.2021	-	-	-
17.03.2021	40	20	15
17.03.2021	Подсыпка земли
20.03.2021	80	90	73
21.03.2021	Подсыпка земли
21.03.2021	58	53	44

Окончание таблицы 2

1	2	3	4
22.03.2021	73	71	50
23.03.2021	78	73	56
25.03.2021	87	70	85
28.03.2021	102	104	86
31.03.2021	106	109	90
01.04.2021	110	110	90
02.04.2021	Пересадка
06.04.2021	75	70	-
26.04.2021	300	60	-

Рисунок 2 – Сравнение всхожести огурца при различных видах предпосевной обработки

Анализ из таблицы 2 показывает, что обработка ультразвуком могла повлиять на структуру семени огурца, что и привело у одного из опытных образцов к гибели. В лучше всего растет контрольный образец, который не подвергался никакому воздействию.

Экспериментальные образцы болгарского перца, семена которого подверглись ультразвуковой и вибрационной обработке, после пикирования и намека на появление первых бутонов, были высажены в пленочную теплицу без искусственного отопления (рис. 3).

Рисунок 3 – Рост болгарского перца в теплице

Началась комплексная работа по уходу за перцами: подкормка, формирование кустов, защита от болезней и вредителей.

Подкормки растений удобрениями проводилась по графику: в момент высадки перцев в открытый грунт, затем через неделю после высадки. В дальнейшем удобрения вносили в периоды цветения, формирования завязи, дозревания. После каждого полива регулярно проводилось рыхление грунта, что позволяло предотвратить поражение перцев вредителями, обитающими в поверхностных слоях почвы. Внимательно следили за появлением сорняков, которые мешают развитию растений, могут переносить заболевания, вредящие перцу и, в итоге, снижающие урожайность. Из-за риска повреждения основного ствола перца, кусты, отяжелённые плодами и ветками, фиксировали распорками, подвязывали, удаляли лишние ветки.

Уход за контрольным и экспериментальными образцами проводился одинаково.

В таблице 3 представлены результаты сравнения размеров плодов болгарского перца при различном виде предпосевной обработки.

Таблица 3 – Сравнение размера плодов перца

Дата		Контрольный образец	Вибрация			Ультразвук
			10 мин.	20 мин.	30 мин.	3 мин.	5 мин.
21.06.2021	г.	13 мм	13 мм	11 мм	11 мм	19 мм	17 мм
05.07.2021	г.	34 мм	39 мм	35 мм	35 мм	45 мм	42 мм
02.08.2021	г.	105 мм	107 мм	106 мм	105 мм	115 мм	109 мм
29.08.2021	г.	140 мм	149 мм	147 мм	139 мм	163 мм	157 мм

Анализ таблицы 3 показывает, что из предложенных вариантов лучшую урожайность показали образцы перцы болгарского перца, семена которых прошли ультразвуковую обработку. После посадки кусты разрослись сильнее, плодов образовалось больше, созрели они быстрее, чем контрольные. Полученные плоды отличались от контрольных лучшим вкусом.

Экспериментальные образцы огурцов, семена которых подверглись ультразвуковой обработке, после пикирования посадили в теплицу. Через 10-15 дней после посадки растения подвязываем к шпагатам, чтобы они росли вверх, и к проволоке, чтобы они не лежали на земле. Формируем растение в один главный стебель, оставляя боковые побеги, верхушку прищепливаем. В первый раз огурцы подкармливаем вначале цветения, во второй раз подкормка через 12 дней. Хорошие результаты в борьбе с вредителями даёт опрыскивание огурцов раствором чистой сыворотки. Грядки содержались чистыми от сорняков.

В начале июня начинается массовое плодоношение (рис. 4)

Рисунок 4 – Плодоношение огурцов в теплице

В таблице 4 показано сравнение размера плодов огурца при различной предпосевной обработке.

Таблица 4 – Сравнение размеров плодов огурцов

Дата	Контрольный образец	Ультразвук 3 мин.
15.06.2021 г.	60 мм	26 мм
17.06.2021 г.	130 мм	45 мм
19.06.2021 г.	180 мм	109 мм

Данные таблицы 4 показывают, что из предложенных вариантов лучшую урожайность показали контрольные образцы огурцов, семена которых не проходили обработку. Предполагаем, что это связано со слишком интенсивной ультразвуковой обработкой, которая привела к нарушению нормального развития семян, а в дальнейшем и самих растений.

Заключение. Экспериментальные исследования позволило установить, что ультразвуковое и вибрационное воздействие оказывает неоднозначное влияние на рост и развитие болгарского перца и огурца [6, 7]. Ультразвук и вибрация положительно влияют на урожайность болгарского перца, отрицательно – на урожайность огурцов. Преимуществом предпосевной обработки семян вибрацией и ультразвуком является то, что она является экологически чистым технологическим приемом.