ВЛИЯНИЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ И ВИТАМИНА В 1 НА ПОСЕВНЫЕ

НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
ROOT SYSTEM DEVELOPMENT IN AGRO GRAIN IN GRAY FOREST SOIL
S.I. Zinchenko, A.A. Bezmenko, I.M.. Shchukin, D.A. Taleva
Summary. Penetration of root system deep into subarable layers and development of its weight reliably guarantees to plants supply by
their water and nutrients if the top layers dry up. Need to reveal influence of receptions of the main processing on formation of weight
and distribution of root system in arable and the subarable horizons of the gray forest soil became the purpose of our researches.
Researches conducted in field long-term experiment I BEND the Vladimir NIISH (Suzdal) on the gray forest middle loany soil. Crop
rotation in experience: oats +long term herbs (clover) – long term herbs of 1 g of using – long term herbs of 2 g of using – a winter rye – a
spring-sown field – barley. The following options were studied: 1-annual flat sharp processing on depth of 6-8 cm; 2-annual flat sharp
processing on depth of 20-22 cm; 3-annual dump plowing on depth of 20-22 cm; 4-level plowing on depth of 28-30 cm under a winter
rye, under other cultures in a crop rotation carried out flat sharp processing on depth of 6-8 cm. Experience is put on the gray forest
midle loany soil. Researches showed that density of shoots of a winter rye, a spring-sown field and barley doesn't depend on reception
and depth of the main processing. In agroecosystems roots of grain crops get into arable and subarable layers of the gray forest soil
on depth not less than 150 cm. The highest mass of roots of a winter rye and summer barley is formed in agroecosystems with annual
dump plowing on depth of 20-22 cm, and at a spring-sown field - with annual dump plowing and flat sharp processing on 20-22 cm.
Keywords: agroecosystem, gray forest soil, receptions of the main processing, root system, winter rye, spring-sown field, summer barley.
УДК 633.11 «321»:533.9.082.74
ВЛИЯНИЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ И ВИТАМИНА В1 НА ПОСЕВНЫЕ
КАЧЕСТВА И ЛИНЕЙНО-ВЕСОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ СЕМЯН
ПШЕНИЦЫ
И.В. ЕГОРОВА, аспирант
Н.В. ВЕРБИЦКАЯ, аспирант
Е.П. КОНДРАТЕНКО, доктор сельскохозяйственных
наук, профессор
О.М. СОБОЛЕВА, кандидат биологических наук, доцент
Кемеровский ГСХИ
E-mail: [email protected]
Резюме. В статье представлены материалы двух лабораторных
опытов по изучению влияния СВЧ-энергии и витамина В1 на
посевные качества семян яровой мягкой пшеницы Целинная 3
С и озимой мягкой пшеницы Новосибирская 40. Исследования
проводили с целью определения влияния изучаемых экологических факторов на всхожесть, энергию прорастания и линейновесовую характеристику проростков пшеницы. Предпосевную
обработку семян электромагнитными волнами осуществляли
на установке Panasonic NN-SM330WZPE мощностью 1200 кВт.
Частота излучения в рабочей камере составляла 2450 МГц
экспозиция 5, 10 и 15 сек., после этого семена замачивали в
растворе витамина В1 с концентрацией 0,01 и 0,1%. Наиболее
эффективным было предпосевное воздействие на семена
яровой мягкой пшеницы сорта Целинная 3 С электромагнитным
полем в течение 5 сек. совместно с обработкой витамином В1
в концентрации 0,1 %. В этом варианте отмечены наибольшая
всхожесть (99 %) и накопление сухого вещества корневой системы (4,21 г).
Ключевые слова: яровая и озимая мягкая пшеница, СВЧ-энергии,
витамин В1, длина и масса корней, длина и масса проростков,
всхожесть, энергия прорастания.
Обеспечение продовольственной безопасности любого
государства базируется на высоком уровне производства
зерна и кормов для животноводства.
Это достигается путем повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Высокий урожай можно вырастить из хороших семян. Поэтому ученые всего мира ведут
поиск путей повышения их качества [1].
Яровая пшеница – наиболее распространенная культура
в Северном Казахстане и Западной Сибири, где под нее
ежегодно отводится около 14 и 20 млн га соответственно.
22
Однако качество семенного материала и продуктивность посевов далеки от максимально возможных показателей в силу отрицательного влияния неблагоприятных
климатических факторов.
Высокая относительная влажность и низкая среднесуточная температура в период формирования зерна
приводят к ряду нежелательных явлений. Ранние заморозки нарушают нормальный ход налива, что вызывает
необратимую деструкцию запасных и конституционных
белков в формирующемся зерне, снижает его посевные
качества [2].
В последние годы в сельском хозяйстве все шире используют различные нетрадиционные физические и биологические средства и приемы воздействия, обеспечивающие
увеличение объемов производства и улучшение качества
продукции [3, 4]. Например, для преодоления физиологической неполноценности и повышения всхожести осуществляют обработку в поле сверхвысокой частоты (СВЧ) [5]. Французские ученые [6] установили, что предпосевная обработка
семян ржи и пшеницы витаминами В1 и РР улучшает рост и
развитие растений на 11,1…32,0 %, а озимой пшеницы – на
20…25%. Кроме того, наряду с высокой эффективностью,
физические и биологические методы, как правило, отличаются низким уровнем негативных последствий [5].
Цель наших исследований – изучить влияние физических (СВЧ-энергия) и биологических (витамин В1) воздействий на всхожесть, энергию прорастания и линейновесовые характеристики проростков пшеницы.
Условия, материалы и методы. Опыты проводили в
2010-2012 гг. в ГУ «Сандыктауская семенная лаборатория»
республики Казахстан на семенах яровой мягкой пшеницы
сорта Целинная 3 С. Схема опыта предусматривала предпосевную обработку семян электромагнитными волнами на
установке Panasonic NN-SM330WZPE мощностью 1200 кВт.
Частота излучения в рабочей камере составляла 2450 МГц
экспозиция 5, 10 и 15 сек., после этого семена замачивали
в растворе витамина В1 в концентрации 0,01 % и 0,1 %.
Контрольные образцы не обрабатывали.
Достижения науки и техники АПК, №4-2013
НТП: ЗЕМЛЕДЕЛИЕ И РАСТЕНИЕВОДСТВО
витамина 0,01 % плавно уменьшалась с 2,8 до 1,44 г; 0,1 % – с
5,46 до 3,16 г, сухая масса
снижалась с 2,3 до 0,77 г и с
4,21 до 1,34 г соответственно.
Наилучшее состояние корневой системы (число корней –
88 шт., накопление сырого
вещества – 5,46 г и сухого вещества – 4,21 г) и проростков
(длина – 9,1 см, сырая масса –
5,16 г, сухая масса – 3,31 г) наблюдалось при облучении посевного материала в течение 5
сек. и обработке витамином В1
концентраций 0,1 %.
Показатели всхожести варьировали в зависимости
от времени и концентрации воздействия от 60 до 99 %,
причем предварительная обработка семян обеспечивала ее увеличение в среднем минимум на 18 %. Наибольшая величина этого показателя (99 %) отмечена
при обработке электромагнитным полем в течение 5
сек, а самая низкая (60 %) – в контроле. Различия по
всхожести между семенами, обработанными витамином B1 и облученными в течение 5 сек., и контролем
составила 39 %.
Определение критерия Фишера подтвердило, что построенные уравнения не противоречат описанию связи
параметров предпосевной подготовки зерна. Величины
коэффициента значимости R2 изменялись от 0,9970 до
0,9993, ошибка расчета не превышала 6 %. Применение
критерия Стьюдента показало, что значимы не все коэффициенты, однако совсем не учитывать это влияние,
на наш взгляд неконструктивно, поскольку в результате
дальнейших исследований могут проявиться факторы,
влияние которых изначально не рассматривали.
Выводы. Анализ уравнений регрессии и экспериментальных данных позволил рекомендовать облучение
семян перед посевом в течение 5 сек. с последующей
обработкой витамином B1 концентрации 0,1 %, что позволяет улучшить все рассматриваемые показатели (кроме
всхожести) минимум в 3 раза.
Таблица. Рост и накопление сухих веществ в корнях и вегетативной массе
проростов пшеницы в зависимости от продолжительности облучения и обработки витамином В1 (установка Panasonic)
Корни
Проростки
ВсхоВитамин
масса, г
масса, г
жесть,
длина,
B 1, %
длина,
см
%
см
сырая
сухая
сырая
сухая
облучение 0 сек
2,50
1,50
1,10
2,20
1,70
1,10
60
облучение 5 сек
0,01
6,20
2,80
2,30
4,00
3,00
2,50
99
0,1
11,20
5,46
4,21
9,10
5,16
3,31
99
облучение 10 сек
0,01
4,10
2,15
1,73
3,50
2,40
1,60
95
0,1
6,60
5,20
3,90
7,05
3,15
1,70
96
облучение 15 сек
0,01
3,20
1,44
0,77
2,00
1,50
0,80
78
0,1
3,50
3,16
1,34
6,30
2,58
1,34
80
Энергию прорастания семян и процент всхожести
определяли по ГОСТ 12038-84. На 7 и 12 сут. проращивания измеряли длину проростков и корней, их сырую и
сухую массу, а также подсчитывали число корней.
Экспериментальные исследования проводили по
плану ПФЭ-22 для каждой из группы характеристик. В
этом случае получали уравнения регрессии вида:
Y (x1, x2) = a0 + a1 · x1 + a2 · x2 + a12 · x1 · x2,
(1)
a0, a1, a2, a12 ∈ R
Концентрацию витамина B1 (x2) изменяли в пределах
от 0 до 0,1 %; время СВЧ обработки (x1) – от 0 до 15 сек.
Обработку опытных данных для построения математической модели проводили статистическими меi
тодами: Yi (x1, x2) = y cp
– значения i-ой характеристики
(характеристики корневой системы и проростков),
i
y cp
– среднее значение изучаемой характеристики,
определяемое по результатам, полученным при 4-х
кратном повторении экспериментов, i = 1, 2, …, 8 [7].
Результаты и обсуждение. Корни наибольшей
длины (11,2 см) формировались при совместном воздействии на семена электромагнитных волн в течение 5
сек. и витамина В1 в концентрации 0,1%, самая низкая
величина этого показателя (2,5 см) отмечена в контрольном варианте (см. табл.).
При увеличении продолжительности облучения с 5 до
15 сек. сырая масса корней в варианте с концентрацией
Литература.
1. Нижарадзе Т.С., Фирсов А.В. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы электромагнитными волнами // Защита
и карантин растений. – 2010. – № 3. – С. 69.
2. Пенджиев А.М., Окдиров А.О., Хаджиев М.Х. Исследование электромагнитного воздействия на семена // Механизация
и электрификация сельского хозяйства. – 2008. – № 7. – С. 18-19.
3. Белов А.А., Новикова Г.В., Пономарев А.Н. Обоснование напряженности электрического поля СВЧ диапазона для обезвреживания молока // Вестник Казанского ГАУ. – № 2 (20). – 2011. – С. 93-94
4. Ширяев Г.В., Сафин Р.И. Влияние физиологически активных веществ на формирование урожая и качество зерна яровой
пшеницы в условиях Предкамья республики Татарстан// Вестник Казанского ГАУ. – № 1 (23). – 2012. – С.160-164
5. Пахомов В.И., Ионова Е.В. Активизация посевных свойств семян СВЧ – обработкой // Механизация и электрификация
сельского хозяйства. – 2004. – № 4. – С.5-6.
6. Suslavicius R., Bluzmanas A. Action du molubdene sur la teneur en azote et la repartirion des acides amines de la plantule du
mais // Comptes Rendus de l’Académie des Sciences. – Elsevier, Paris, 1970. – № 1. – P. 229-231.
7. Грачев Ю.П. Математические методы планирования эксперимента. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 200 с.
INFLUENCE OF MICROWAVE RADIATION ENERGY AND VITAMIN В1 ON SOWING QUALITIES
SEEDS OF WHEAT
I.V.Yegorova, N.V.Verbickaya, E.P. Kondratenko, O.M. Soboleva
Summary. In article materials laboratory trial on studying of influence of microwave radiation and vitamin В1 on sowing campaigns of qualities of
seeds of summer soft wheat Celinnaya 3 С. Researches are spent within 2010-2012 in Public Institution «Sandyktauskaya seed laboratory» Republics
Kazakhstans. Research objective was studying of influence of various influences (physical the microwave oven – energy and the biological nature –
B1 vitamin) on viability, energy of germination and on linearly - the weight characteristic of sprouts of wheat. Preseeding processing of seeds by
electromagnetic waves in the first experience was processed on the Panasonic NN-SM330WZPE installation with a power of 1200 kW. Radiation
frequency in the working camera made 2450 MHz during 5, 10, 15 sec. after that seeds processed solution with B1 vitamin concentration of 0,1%, the
control sample wasn't processed. It is established that the most effective is preseeding impact on seeds of spring-sown soft field of a grade the Virgin 3
C electromagnetic field together with B1 vitamin concentration of 0,1% during 5 sec., the maximum viability of 99% and solid accumulation (4,21 g).
Key words: summer and winter soft wheat, the microwave radiation energy, vitamin В1, length and weight of roots, length and weight
of sprouts, germination.
Достижения науки и техники АПК, №4-2013
23