Стимуляции вегетирующих растений НИЛИ

Технология стимуляции вегитирующих растений электромагнитным излучением оптического диапазона основана на стимулирующем действии низкоинтенсивного света определённого спектрального диапазона и управлении функциональной активностью живых организмов [10]. Наибольший биологический эффект оказывает лазерное излучение, обладающее высокой когерентностью. Кратковременное (единицы секунд или минут) облучение возбуждает специфические белки-хромопротеиды (криптохром, фитохром и др.) фоторегуляторных систем клетки. В результате возрастает функциональная активность всего организма, что может проявляться в повышении регенерационной способности, устойчивости, продуктивности. Таким образом, не изменяя наследственной программы сельскохозяйственных растений, удаётся более полно использовать их генетический потенциал.

Лазерные агротехнологии являются энергосберегающими, экологически безопасными и могут легко встраиваться в различные процессы аграрного производства. Одними из первых такую технологию разработали австралийские учёные ещё в начале семидесятых годов прошлого века. Они показали, что облучение в течение долей секунды различных растений (овес, пшеница, сахарный тростник, хризантемы и др.) улучшает их морфофизиологические показатели, ускоряет рост, повышает полезную продуктивность.

Лидером в разработке и практическом применении таких технологий был Советский Союз.

Позитивные результаты получены также в сельхозпредприятиях Германии, Бразилии, Мексике, Кубы, Индии, Китая, Японии, Австралии, а также стран Восточной Европы (Болгарии, Венгрии, Польше, Чехии и др.). На базе маломощных (до 0,1 Вт) лазеров созданы способы и технологические приемы, позволившие сократить применение гормональных препаратов и пестицидов, повысить продуктивность и экологическую устойчивость многих сельскохозяйственных культур, улучшить качество посадочного материала и семенного фонда. Рентабельность лазерных агротехнологий экономически обоснована и подтверждается опытом многолетнего использования в сельскохозяйственном производстве различных стран.

На базе лазеров в мировой практике разработан ряд специализированных установок, для лазерной активации посевов сельскохозяйственных культур.

Так, например, в Австралии ещё в начале семидесятых годов использовался мобильный агрегат, перемещающийся по полям и облучающий десятки гектар в автономном режиме [11].

В Токийском сельскохозяйственном университете разработали самопередвигающийся робот с лазерной установкой. С его помощью проводят различные технологические операции, как в теплице, так и в поле [12].

В России лазерные устройства для сельского хозяйства начали применять на Кубани с 1976г. В Казахстане на базе УНПО «Биофизика»

(Алма-Ата) разработана специализированная установка лазерной активации посевов сельскохозяйственных культур. Её основные элементы — гелий-неоновый лазер (ЛГ-75 или ЛГН-104) и сканирующее устройство, закреплённое на вертикальной подъёмной стойке. Вся конструкция, собранная на стальной раме, размещается в кузове транспортного средства, например, колёсного трактора. Перемещаясь вдоль поля со скоростью 1015 км/час, лазерная установка облучает значительную поверхность, сканируя лучом перпендикулярно направлению движения трактора [13].

Все эти устройства имеют главный недостаток, из-за которого они не получили широкого распространения в сельскохозяйственном производстве. Установки недостаточно адаптированы к промышленному сельскохозяйственному производству, кроме того, оборудование установок громоздкое, травмирующее растения. Их также отличает высокая трудоемкость и энергозатратность при проведении технологической обработки растений.

Учитывая недостатки ранее применяемых лазерных установок, было разработано и защищено патентом Российской Федерации устройство (рис. 1) для лазерной обработки вегетирующих растений с применением БПЛА [14].

Рис. 1. БПЛА для обработки вегитирующих растений

На БПЛА к интегрированному подвесу крепится блок с устройством развертки лазерного излучения. В блоке развертки формируется кадровая развертка лазерного излучения в виде прямоугольного светового пятна размером 50X8 метров. Лазерная обработка осуществляется с высоты полета 10-15 метров. При движении БПЛА со скоростью 0,25 м/c среднее время обработки поля длинною в 200 метров и шириной 50 метров (поле в 1-гектар) составит 14 минут. Время обработки одного растения при ширине светового пятна 8 метров составит 32 секунды на (рис. 2) схематично показан способ обработки вегитирующих растений.

Рис. 2. Лазерная обработка поля БПЛА

Капуста сорта «Амагер 611»

В качестве исходного материала для опыта была взята капуста белокочанная сорта «Амагер 611» — позднего срока созревания, селекции ВНИИССОК. Обработка капусты производилась в вечернее время в (22-24 часа) дважды в период вегетации. Первая обработка производилась в фазу роста листьев прижившейся рассады до начала формирования кочана. Результат первой обработки вегетирующих растений капусты показал повышение энергии роста листьев (на 7,7% и 15,6% соответственно), т.е. достоверное превышение по объему корневой системы и высоте растений над контролем (табл. 1).

Таблица 1. Влияние обработки на биометрические показатели вегетирующих растений капусты сорта «Амагер 611»

Вторая обработка производилась в фазу полной листовой розетки. В результате обработки вегетирующих растений капусты стимулируется их рост, что выражается в достоверном увеличении площади листовой поверхности по сравнению с контролем. Результаты биометрических измерений представлены в (таб. 2).

Таблица 2. Влияние обработки на площадь листовой поверхности капусты сорта «Амагер 611»

Прибавка урожая капусты при обработке, в фазу роста листьев прижившейся рассады до начала формирования кочана и фазу полной листовой розетки составила 30,23% по сравнению с контролем.

Таким    образом,    стимуляции    вегитирующих    растений электромагнитным излучением оптического диапазона обеспечивает повышение по объему корневой системы и высоте растений над контролем и увеличение урожайности капусты белокочанной.