Комбинированная предпосевная обработка семян как способ их обеззараживания
Автор: Степанчук Г.В., Протасова Н.А.
Журнал: Агротехника и энергообеспечение @agrotech-orel
Рубрика: Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Статья в выпуске: 4 (41), 2023 года.
Бесплатный доступ
Одной из проблем, с которой сталкиваются производители овощной продукции, это борьба с болезнями растений в течение процесса их вегетации. Поиск экономичных и одновременно экологически чистых способов борьбы с заболеваниями растений является актуальной задачей. (Цель исследования) Установить рациональные параметры обеззараживания семян томатов комбинированным способом: монохроматическим излучением и переменным магнитным полем. (Материалы и методы) Проведены экспериментальные исследования по влиянию на обеззараживание семенного материала томата сорта «Мальва» комбинированным способом предпосевной обработки: видимым излучением диапазона от 460 до 625 нм и переменным магнитным полем частотой 0,5 Гц с индукцией от 6,5 до 65 мТл. Экспериментальные исследования проводились в несколько этапов: предпосевная обработка семян, выращивание рассады, получение конечной продукции: томатов. Заключительные экспериментальные исследования проводились в производственных условиях на базе тепличного хозяйства «Иванов А.П.». (Результаты и обсуждение) В результате проведенных экспериментальных исследований было выявлено, что наилучшие результаты комбинированной обработки по обеззараживанию семян и дальнейшей иммунизации растений достигаются при воздействии рациональным комбинированием параметров: дозой оптического излучения 28,6 Дж•с/см² и доза магнитного воздействия 3,86 мТл•с, при которых достигается 100% положительный эффект. (Выводы) Предпосевная обработка семян томата комбинированным способом: оптическое излучение и переменное магнитное поле является эффективным агротехнологическим приемом, который можно рекомендовать к использованию при выращивании овощеводческой продукции.
Предпосевная обработка семян, оптическое излучение, магнитное поле, обеззараживание, иммунизация, фитофтороз, томат
Короткий адрес: https://sciup.org/147244758
IDR: 147244758
Текст научной статьи Комбинированная предпосевная обработка семян как способ их обеззараживания
Введение. Предпосевная обработка семян – важнейшее мероприятие при выращивании сельскохозяйственных культур. Предпосевная обработка направлена на повышение энергии прорастания, всхожести, регулирование развития сельскохозяйственных растений, повышение урожайности конечной продукции. Особое внимание уделяется исследованиям электрофизических способов предпосевной обработки, достоинствами которых являются эффективность, минимальное энергопотребление, простота применения на производстве, экологичность и безопасность [3,5,8].
Актуальным является комбинирование различных способов предпосевной обработки.
Положительное влияние комбинированной предпосевной обработки магнитным полем и оптическим излучением отмечали ученные (М.Г. Барышев, С.И. Аксенов, Б.И. Панев, Д.А. Ашкинадзе, В.В. Козырский, и др.) [2,3,6].
В.В. Козырский, В.В. Савченко, С.И. Аксенов и др. [1,6,7] в своих научных трудах отмечали положительное влияние электромагнитных полей на семена сельскохозяйственных культур в качестве обеззараживающего воздействия. М.Г. Барышев [2] отметил что у семян при предпосевной обработке магнитным полем или при комбинированном способе с ним, может полностью отсутствовать микрофлора на поверхности. Это предположение находит подтверждение в эксперименте с семенами пшеницы.
У семян сельскохозяйственных культур выявлена высокая чувствительность к магнитному воздействию. Отмечалось положительное влияние электромагнитных вол различной длины. При воздействии магнитного поля на семя изменяется его рН (ионы жидкости внутри семени) и высвобождаются белки, которые ускоряют выход семян из состояния покоя, в свою очередь белки занимаются восстановительным процессом барьерной функции мембраны семени, создавая защитную оболочку. Именно поэтому обработанные магнитными воздействия семена получают обеззараживающий эффект.
Цель исследования. Установить рациональные параметры обеззараживания семян томатов перед посевом комбинированным способом: монохроматическим излучением и переменным магнитным полем.
Материалы и методы. . В лаборатории кафедры «ЭЭО и ЭМ» АЧИИ ВО Донской ГАУ в г. Зернограде в 2021-2023 гг. исследовалось влияние комбинированной предпосевной обработки, которая сочетает в себе облучение спектрами видимого излучения длиной волн 460 нм, 520 нм, 625 нм (таблица 2) и магнитной обработки (таблица 3) [10]. В процессе исследований [7,11] и дальнейшего проведения эксперимента в производственных условиях на базе тепличного хозяйства «Иванов А.П.» Егорлыкского района Ростовской области был отмечен эффект устойчивости растений томата к распространённой болезни грибкового вида – фитофторозу [9].
Этапы исследования описываются в научных трудах [6-8]. Для обработки семян оптическим излучением использовался исследовательский комплекс, приведенный на рисунке 1.
1 – рабочая камера, 2 – внутренняя отражающая поверхность, 3 – площадка для размещения обрабатываемых семян, 4 - сменные светодиодные матрицы, 5 – блок питания, 6
– таймер
Рисунок 1 – Исследовательский комплекс для предпосевной обработки семян монохроматическим излучением
Предпосевная обработка заключалась в следующем: семена в количестве 10 0 шт ук
Агротехника и энергообеспечение. – 2023. – № 4 (41) 123
располагались в один слой на облучающей поверхности (площадка 3), мощность светового потока светодиодной матрицы регулировалась с помощью блока питания 5 путем изменения питающего тока, с помощью таймера 6 задавалась требуемая экспозиция. Тем самым обеспечивалась требуемая доза энергетического воздействия.
Таблица 2 – Зависимость дозы воздействия оптического излучения от времени облучения (экспозиции)
|
Мощность светодиодной матрицы P, Вт |
27 |
||||
|
Площадь светового пятна S, см 2 |
56,2 |
||||
|
Экспозиция t, сек |
20 |
60 |
120 |
150 |
210 |
|
Удельная доза энергетического воздействия D, Вт·с/см² |
9,55 |
28,66 |
57,66 |
71,65 |
93,55 |
После обработки семян монохроматическим излучением семена подвергались воздействию переменного магнитного поля. Облученные семена помещали внутрь соленоида. При проведении эксперимента по обработке магнитным полем требуемая величина экспозиции, задавалась при помощи таймера, а значение индукции рассчитывалось в зависимости от величины протекающего тока в катушке соленоида с частотой 0,5 Гц.
Таблица 3 – Зависимость индукции магнитного поля от задаваемого значения тока.
|
В , мТл |
6,5 |
13 |
19,5 |
26 |
32,5 |
39 |
45,5 |
52 |
58,5 |
65 |
|
I , А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Обработанные семена высаживались сначала в рассадную теплицу, затем в производственную теплицу площадью 200 м². Экспериментальные блоки в количестве ста кустов занимали площадь по 17,6 м² каждый.
Обсуждение результатов. На этапе производственного эксперимента, был отмечен значительный обеззараживающий эффект комбинированного облучения по сравнению с контрольными образцами томатов, посаженных в рядах по разные стороны друг от друга.
Рисунок 2 – Развитие фитофтороза на этапе сбора урожая. Кусты томата, выращенные из варианта обработки дозой оптического излучения 57,66 Дж·с/см²
Положительный эффект показала электромагнитная волна видимого диапазона синего спектра 460 нм и временем обработки 60 секунд. А при комбинировании оптического излучения с переменным магнитным полем индукцией 6-8 мТл и временем обработки 30-40 секунд, эффект был максимальным.
Выраженное воздействие на семена показала обработка комбинированным магнитным полем и видимым излучением. В ряду не было ни одного куста подверженного фитофторозу, что в условиях дождливой погоды, которая часто бывает в весенне-летний период посадки, дает практически 100% защиту от грибка. Высокие параметры обработки снижают эффект обеззараживания. Однако стоит отметить, что полученные экспериментальные данные характерны для молодых семян, на старые семена эффект не значителен.
На рисунке 3 показана гистограмма отображающая количество здоровых кустов в зависимости от вариантов обработки. В число здоровых кустов входят кусты, на которых развитие фитофтороза не было замечено.
Варианты обработки
Рисунок 3 – Гистограмма отображающая количество здоровых кустов (на листах нет белой пятнистости и фитофтороза) в зависимости от вариантов предпосевной обработки семян
Фитофтороз или частичный фитофтороз тяжело поддается лечению, легче не допустить его развитие, чем вылечить растение. В результате воздействия фитофтороза уменьшается ассимиляционная поверхность листьев, инфицированные плоды быстро загнивают. Помимо фитофтороза в тепличном хозяйстве присутствует белая пятнистость, которая также отрицательно влияет на урожайность.
В результате эксперимента кусты томатов, выращенные из обработанных семян, были менее подвержены болезням, при комбинированной обработке их количество сократилось до нуля. Семена томата обеззараживаются, а само растение получает иммунитет к болезням.
Выводы. Иммунизация растений томата в результате предпосевной комбинированной обработки семян один из важных факторов в развитии растений. Фитофтороз лечится тяжелыми химическими препаратами, влияющими на плоды растения, обеззараживание семени в результате обработки оптическим излучением и магнитным полем развивает более стойкий иммунитет у растения на дальнейших фазах развития. Наибольшего эффекта устойчивости растения к болезням можно достичь обрабатывая семена комбинированным излучением с дозой оптического излучения 28,6-57,66 Дж·с/см² и переменным магнитным полем с воздействием 3,86-6,44 мТл·с.
Список литературы Комбинированная предпосевная обработка семян как способ их обеззараживания
- Аксенов, С.И. О механизмах стимуляции и торможения при прорастании семян пшеницы в электромагнитном поле сверхнизкой частоты / С.И. Аксенов, T.И. Грунина, С.Н. Горячев // Биофизика. – 2007. – Т. 52. – № 2. – С. 332-338.
- Барышев, М.Г. Воздействие электромагнитных полей на биохимические процессы в семенах растений / М.Г. Барышев, Г.И. Касьянов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2002. – № 1 (266). – С. 21-23.
- Васильев, С.И. Электрофизическая предпосевная обработка семян как способ интенсификации процессов в растениеводческой отрасли сельского хозяйства: монография / С. И. Васильев, И. В. Юдаев, С. В. Машков [и др.]. – Кинель: РИО ФГБОУ ВО Самарского ГАУ, 2020. – 239 с.
- Stepanchuk, G.V. Experimental studies to identify the influence of low power monochromatic optical radiation on the seeding qualities of cucumber seeds variety "feniks+" / G.V. Stepanchuk, I.V. Yudaev, P.V. Gulyaev [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Zernograd, Rostov Region, 27–28 августа 2020 года. Zernograd, Rostov Region, 2021. P. 012034. DOI 10.1088/1755-1315/659/1/012034
- Казакова, А.С. Обоснование режимов предпосевной обработки семян ячменя в электротехнологиях на основе регистрации микрофенологических фаз их прорастания / А.С. Казакова, Т.К. Куриленко // Вестник аграрной науки Дона.2018. NS4. С.50-56
- Козырский, В.В. Влияние магнитного поля на диффузию молекул через клеточную мембрану семян сельскохозяйственных культур / В.В. Козырский, В.В. Савченко, А.Ю. Синявский // Вестник ВИЭСХ. – 2014. – №2 (15). – С. 16–19.
- Протасова, Н.А. Влияние оптического облучения на посевные качества семян томата сорта мальва в условиях защищенного грунта/ Н.А. Протасова, Г.В. Степанчук, П.В. Гуляев, Е.К. Кувшинова// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2022. – № 12 (218). – С. 24-31.
- Савченко В.В. Влияние энергетической дозы обработки в магнитном поле на посевные качества семян сельскохозяйственных культур/ В.В. Савченко, А.Ю. Синявский// Вестник ВИЭСХ. 2016. № 2 (23). С. 38-42.
- Смирнов, А.Н. Фитофтороз томата / А.Н. Смирнов, С.А. Кузнецов // Защита и карантин растений. – 2006. – № 3. – С. 20-23.
- Степанчук, Г.В. Результаты предварительного лабораторного исследования влияния видимого излучения на качества семян томата «Мальва»/ Г.В. Степанчук, Н.А. Протасова, В.А. Рудь // В сборнике: Современные научные исследования: проблемы и перспективы. Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции. Киров, – 2022. – С. 325-334.
- Таранов М.А., Протасова Н.А., Степанчук Г.В., Гуляев П.В., Воропай М.А. Предварительное исследование влияния оптического излучения на качества рассады томатов сорта «Мальва» [Электрон. ресурс] // АгроЭкоИнфо: Электронный научно- производственный журнал – 2023. – № 2. – Режим доступа: http://agroecoinfo.ru/STATYI/2023/2/st226.pdf.
