Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие электрического поля на морфофизиологические особенности и продуктивность яровой пшеницы

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "Действие электрического поля на морфофизиологические особенности и продуктивность яровой пшеницы"

У ^

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В. И. ЛЕНИНА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

НА МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

На правах рукописи УДК 58.037:581.4:633.11

ХАСАНОВА Зилара Муллаяновна

Специальность 03.00.12—физиология растении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических паук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ—1992

> .

Работа выполнена в Башкирском государственном педагогическом институте, отделе биохимии и цитохимии Башкирского научного центра Уральского отделения Российской Академии наук.

Официальные оппоненты: академик АН Таджикистана, доктор биологических наук, профессор Ю. С. Насыров; доктор биологических наук, профессор Н. Ф. Батыгин; доктор биологических наук, профессор В. М. Бурень.

Ведущее учреждение—Всесоюзная сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева.

Защита диссертации состоится г.

в .1.*............ часов на заседании Специализированного совета

Д 020.18.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук во Всесоюзном научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова по адресу: 190000, г. Санкт-Петербург, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства.

Автореферат разослан

1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук

Э. А. ГОНЧАРОВА

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

IÍ

Актуальность проблемы. На сегодня стало очевидным, что по Ештенснфикации земледелия резервы продукционного процесса экстенсивного типа быстро израсходуются. Повысить продуктивность растений методами внешних энергетических воздействий -стратегическое направление современного растениеводства. При этом необходимо больше соприкасаться с природой, находя у нее самой способы решения данной задачи. 3 этой -связи особую значимость приобретает изучение действия электрического поля на растительный организм, поскольку электричество для растений - такой se необходимый экологический фактор, как свет, тепло, вода и пр.

К настоящему времени накоплен обширный фактический материал о стимул ируглцем действии электричества на растительные организмы. Результаты этих исследований обобщены в ряде обзорных работ (!,'этть;:с, 1931; Аронович, 1932; Рубинштейн, 1935; Евреи-нов, 1948; Чижевский, 1960). Однако сведения, имеющиеся в литературе, весьма противоречивы, так как получены на разных культурах и сортах без учета их морфофизиологических-особенностей, почвенно-клим&тпческпх условий возделывания, уровня агротехники и ряда других показателей.

Большой практический и теоретический интерес представляет прием предпосевной обработки семян в электрическом поле коронного разряда. Он позволяет повысить продуктивность растений путем улучшения посевных качеств семенного материале, что особенно ваяно в условиях рискованного земледелия, где требуются технологические приемы выведения семян из состояния покоя для получения более дружных и выровненных всходов, закладывающих основу увеличения урог.ея, получения ранней и высококачественной сель-с кохозяй с тв еккск иродукцнп.

В теоретическом плане важное значение имеет исследование вопросов взаимодействия электричества и растения. В частности, изучение ответных реакций растительного организма на электричество как стрессовый фактор, выяснение фнзиолсго-бнохпмнческих механизмов эффекта злектоостимуляцип семян и растений, зависимости данного эффекта как от природы воздействующего качала (электрическое поле), так п от самого объекта воздействия (семя, растенге).

1Де~ъ и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось выяснение механизмов действия предпосевной обработки семян в электрическом поле коронного разряда ка рост, развитие и продуктивность яровой ппеннцы к других сельскохозяйственных культур.

Для этого били сфориулпрован» следующие задачи:

1. Проведение системного анализа фактического материала по историк и современному состоянии вопроса.

2. Изучение елиянпя электрического псля коронного разряда не

1) морфофизиологические характеристики прорастающих семян (водо-поглотителькую способность, интенсивность дыхания, содеркзкие редуцируй:;;.": Сахаров и сахарозы, энергию прорастания, всхо-г.ес-ть, сплу nocía, развитие надземных органов и корневой системы; активность о к в сл ителько-во с с тан озп тельнкх, гидролитических ферментов, фитогсрмонов, содержание нуклеиновых кислот, структурное к функциональное состояние хроматина, биоэлектрические потенциалы);

2) морфофизиологические характеристики растений в процессе их вегетации (интенсивность трансписации и дыхания, содержание хлорофилла и продуктивность фотосинтеза, развитие нацзе:лкых органов и корневой системы);

3) урожай, его структуру ¡: качество.

3. Обоснование возможности применения предпосевной электрообработки ссмян е практике сельскохозяйственного производства.

Научная нов из на. Впервые проведены комплексные физполого-биохимические исследования по пзученио влияния предпосевной электрообработкп семян б поло коронного разряда ка реет, развитие и продуктивность яровой пшеницы и ряда других зерновых, зернобобовых, сводных, цветочных и травяных культур.

Ьпервые выделены и классифицированы наиболее значимые сак-торы, влияние на эффективность приема предпосевной электрообработки семян.

Установлено, что электрическое поле, воздействуя в оптимальных режимах на обмен веместв семени приводит к изменению мор фофизиологических характеристик пшеницы на самых ранних этапах онтогенеза. Эффект олектроетнмуляцип в последующем проявляется в максимальном увеличении числа проросших семян, ускорении роста и развития растении, повышении их весенне-летней выживаемости н, в конечно:;: итоге, в ;-;::-«с?ьекной прибавке урогея, улуч-дении его структуры и качества.

¿первые покаьано, что стрлулирумсп: ьфГ-ект .ьлектрообрабстки

обнаруживается на семенах с низкой всхожестью, ко с высокой киз-. неспособностью зародыма, при этом электрическое поле изменяет активность эндогенных фитогормонов - ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов и опосредовано через генетический аппарат клетки.

На основе полученных экспериментальных данных и обобщения теоретического материала предложен один из возможных механизмов действия электрического поля ка растения.

Дано биологическое обоснование практического применения предпосевной электрообработки семян в растениеводстве з качестве эффективного приема повкзенля продуктивности яровой пшеницы к других сельскохозяйственных культур.

Практическая значимость. Электрическая предпосевная обработка является эффективном приемом "оздоровления" семян, улучшения их посевных качеств, получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Этот прием экономически эффективен и органически вливается в прогрессивную технологию возделывания сельскохозяйственных культур, легко увязывается со всеми остальными агротехническими и организационно-хозяйственными мероприятиями. Установки для обработки семян в электрическом поле являются малоэнергоемкнми, легкодозируемыми, позволяют исключать из технологии возделывания сельскохозяйственных культур какие-либо дополнительные операции, требующие применения ручного труда и обеспечивают сокращение материальных и физических затрат.

"логолетнке производственные испытания (I9C9-I29I гг.) в условиях 0-".ного Урала показали, что предпосезная обработка семян в электрическом поле коронного разряда монет служить эффективным средством ускорения созревания и повышения урокая зерновых, sep-нобобозкх, оеоцнкх, дгегочккх и травяных культур с улучгекпеи товарного качества получаемой продукции.

Публикации. По материалам диссертации опубликована 21 работа , в том числе 3 монографии, список которых приведен в конце автореферата.

Апробация езботы. материалы диссертации были представлены на конференции по применению электрической энергии з сельском хозяйстве (Челябинск, I97C), третьем Всесоюзном ооьемаки:: по электрической обработке материалов (Киюпнев, ID7I), к о о: д.:::ац;:-опном ссвеманип по вопросам "Скдыше электрические пеля - электронно-ионная технология в процессах сельскохозяйствен':;го про-

изводства" (Челябинск, 1376), координационном совещания по проблеме применения электронно-ионной технологии в сельскохозяйственном производстве Банкирской ССР (Уфа, 1976), совещании Всесоюзного координационного Совета по проблеме "Электронно-ионная технология процессов сельскохозяйственного производства" (Тбилиси, 1979), Всесоюзном координационном Совете по проблеме "Злектронно-поккая технология процессов сельскохозяйственного производства" (Таакент, 1379), сестой Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений (Львов, 1980), координационном совещании физиологов растений педагогических вузов РС£С? "Рост растений и пути его регулирования" (Ярославль, 1383), Всесоюзном совещании-семинаре заведующих биологическими кафедрами педагогических институтов (мелитополь, 1385), седьмой Всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений (Львов, 1984), научно-технической конференции "Электротехнология з реиенни Продовольственной программы СССР" (Челябинск, 1984), заседаниях научно-технического совета по электронно-ионной технологии Агропрсыа СССР (Посква, 1976; Челябинск, 1985), координационном совещании преподавателей физиологии растений педагогических институтов РСФСР (Челябинск, 1987), итоговой научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава Башкирского государственного педагогического института (Уфа, 1975-1991).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глаза I), описания методики исследования (глаза 2), результатов (главы 3,4,5), обсуждения (глава 6), заключения, выводов и списка цитируемой литературы, содержащей 479 наименований. Работа изложена на 290 страницах машинописного текста, содержит 65 таблиц п 40 рисунков.

МА.ТЕРИ'ЫЫ И ЫЕТОДЬ! ПОСЛЕД ОВА^й

Для опытов были взяты основные районированные на Шгом Урале сорта зерновых, зернобобовых, овощных, цветочных и травяных культур.

Обработку се:'..ян ь электрическом поле коронного разряда проводили на лабораторной установке транспортерного типа. Воздействие электрического поля последовали в диапазоне корону 2,5-6 кВ/см в течение 3-5 секунд с последующей сслеккой оемян ст I до 25 дней.

Энергию прорастания и всхокесть сема-: определяли по ТООТу 12035-84, г.изнесшсос'ность семян - по ГОСТу 12039-82, влажность ■

г.

по ГС12С41-Б2, '"пссу Ц-'Х сежян - по ГОСТу 12042-5., силу начального госта сежян - жетодо:.' жортоаизиологхческой. сцен кг степени развитпя проростков при прорадиванпн сежян в руленах из увлажненной ^.сльтроБаяьной бужаги. Интенсивность поглепеккя год»: сежекажн определяли весозЕМ метода: - по количеству подложенной водь- I г се:.".ян в течение суток. Интенсивность джханил изжеряли з аппарате Барбурга и по методу Бойсеке-Иенсена по количеству жг СС^, выделенного 100 г сежяк в течение I часа (Баслаьс-шя, Трубецкоза, 1564).

Соотношение веса корней к весу надземной жассь: определяли на Ю-дневкпс проросткам, вкргценнгх в условиях песчанод культуры на питательной с:.:зсп Кнопа или же на 5-дкевндх гжс;остках.вж-раденндх в рулонах дз фильтровальной бужаги, ежоченкед зододро-воднод зодс2.

Определение кктенсиввости тракеппргдии листьев прсводили весов!:: жетодож по Иванову (Васильева и др., 19??).

Содержание хлороридла определяли колсрижетрпг'СЕакхе:.' звлят-кп из листьев на

Интенсивность ротоендтеза определяли до содер-анд: углерода з листьях растении, количеству пзрасходозаннсго бихре: зтж калия, ужеджего на "¡покрое" сжигание органического вежестьа ;: _аоечптж-5:.л[! количество окисленного углерода {Заславская, Грубсдкова. 19~4).

Сбтуж продуктивность фотосинтеза растений определяли жетодож гич^доровича (Васильева и др., 1977) по количеству органического нежестка, накопившегося пр:: фотосинтезе за определенных_прожежу-гок вгеьенп (в сутках) на единщу плодади листьев (I дж~).

Биоэлектрические потендпатд регистрировали вксокоо:.:нжж жил-ж:вольтжетро:л постоянного тска з соответствии с жетодикох Гунара '1972).

Содержание азота в зерне определяли по Кьедьдал:, с последу:-:жж келержлетрпрованпеж окраденндх растворов на уЗК.

Сгдержакхе редудхруждих Сахаров х сахарозх определят:: по :ерт;ану (Курггев идо., 1977; Птсдков, 127с)«

Определение активности пероксидазж (1.11.1?) презгджлп по етоду Голркика (194).

дзе.узрделткуе спсгтрж перзкендазд (1.11.17) ивучалх зжлгдж-лект:о?о:еза в жслп;жж хте\хл;1:еж голе по Сазонову и СсСгното:; 1909,1971). Плотность окраски го:: о перонендаздех сктнзностзх егистри: свжти на жгкр; Остожетрс 1.;;-4, Кс::дентрац;п:> белка в об-

:азцах определят;: колориметрически по методу Лоурн.

Опрес.слси::" (1 :::огср:.:оисв БроьодЕЛ!; по кетсду Власова :: др. (1977). В опытах попользовали селена яровой пшеницы сорта Иосков-скья 35 двух пегий с кпзнеслособностью семян SO % с 70 %, всхо-ы.естьл -70 fs.

Хроматин выделяли из изолированных препаратов ядер по методу Катя ( Cute, 1964), ti разделение его на диффузные п конденсированные фракции осуществляли по методу Сюенстера (1858). ДЕК из хроматина извлекали фекольно-детергенткым методом (Конарев, Тю-терев, 1970).

Количественное содержание ДЕК в проростках определяли по методу Бартона (IS7I), а РЕК - по методу Косарева, Тптерева (1970). Нуклеотцдный состав новообразованной РНК определят!: петодо:.; высоковольтного электрофореза. Радиоактивность измеряли на счетчике "Иэое&п 300", Структурное состояние нуклекноьых кислот в хроматп-ке оцекиваси :*сгодом лпмпкпсцентно-спектральксго иккроокопирове-кия (Кокарев, Сердлк, 1902) по интенсивности люминесценции комплексов АО-ДЕК.

Полевые опыты проводились в различных почвенно-климатпческпх зонах Банкир;::: по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйствен};'^: культур (1971).

Ьое полученные данные подвергали статистической обработке на вычислительной шшпне EC-I022.

Расчет экономической эффективности производили по методике, кзлогенной в работах Гвтаева, Колотушкпнол (IS3I).

РЕЗУЛЬТАТЫ ПССЛЕЦ0ВАШЙ

влигл! обработки се.:ян в элекшуческо:.; поле на ;,:орк::злОлог;кео1;:е xapakiepííct;:ki¡ прорастала ;х

СЕ.1ЯК

Развитие растений на начальных этапах онтогенеза во много:; определяется ,¡криологическим состояние;.: ссмени, сскс&яге показатели которого - ^¿неспособность, энергия прорастания, сила начального роста, Есхожеоть.

5!с'.:.х достоверно показано, что обработка са:ян в злоктрпчс-скот.: лог,е. гоггнкого разряда (ЗПК?) приводит к 1!Оег:т-н::;•:. энергии прорастания и нелегал гсхол-ети. О/фокт элек1роотимуляцпи лрл оптимальных реллт.х воздействия заг-;::ит от походного состояния семян и т.гл: ьы.л-. ч-'л бол:,ve ргзнктг. гяхху энергией прорастания, вохолсотьл и лпгн: опссоСпоеть'':. Наиболее сулоотьенкс ■? влияние

электрическое поле оказывает на семена с пониженной всхожестью, но с высокой жизнеспособностью зародыща (табл.1,2).

Таблица I

Энергия прорастания, всхожесть и сила начального роста в зависимости от исходных качеств семян яровой пщекицы сорта Московская 35

!.и;знеспо4 Энергия ! р„ _ !Сильные Варианты !собность!прора- ! .„»£„7 !проро-_¡семян ¡стания ! ¡стки

Контроль 100 92 94 92

Злектрообработка 100 96 93 95

Критерий существенности разностей фактический 3,4 3,6 3,3

Контроль 100 92 95 83

Электрообработка 100 96 со 95

Критерий существенности разностей фак ти чес кий 7,6 3,1 7.9

Контроль ее 67 71 69

Злектрообработка 95 68 Г-,:; 09

К с и т е р ий сущ е с т в е н к с с т и разностей фактический 10,1 11,3 10,2

Контроль 70 52 57 52

Эл е к тр о с бр а б о т к а 70 57 £9 5Ё

Критерий существенности разностей тактический 3,2 3,0 О О и. и

сптималькыми опытами установлено, что действие электгосбра-ботнн мак свально проявляется после "отлежкп" семян в течение 10-12 дней в зависимости от сорта растений,

Предпосевная обработка ЗПК? существенно попытает гсдопс-глотительнуп способность семян. Б опыте интенсивность псглощения rzzx особенно высока в первые четыре часа и зависит от сроков "стлежки". Так, у яровси лпеницы сорта '!сековская 35 максимальная скорость поглощения воды набл;:га?тся при высеве олектросги-/улирсзанных семян с 14-дкевнсй "отлежной".

Обнаруживается и усиление интенсивности дыхания двух-, четырех-, семи- и девятидневных проростков яровой пщонпцы сорта 'оскоЕская 35 опытного варианта. Она достоверно повидается по

Таблица 2

Энергия прорастания г: всхожесть семян яровой шенгщы разных сортов (.%)

Варианты ¡Энергия \ ¡прорастания ; Всхожесть

Московская 35

Контроль 37,0 90,0

Электрообработка 47,0 96,0

Критерий существенности разностей арктический 5,1 Московская 35 3) 9

Контроль 52,0 92,0

Злектрообработка 77, С 95,0

Критеояй существенности разностей фактический 8,0 Саратовская 36 3,8

Контроль 33,0 90,0

Электрообработка 47,0 95,0

Критеппй существенности раз кос гей са кт кче ск ш: 6,3 лапькозская 46 4,5

Контроль 31,0 ■ 88,0

Злектрообработка 65,0 93,0

Кри т е р пй существенности разностей фактический 13,4 ггзенчукская 139 4,4

Контроль 22,0 89,0

Электрообработка 61,0 94,0

Критерий суще с твенно стн разностей сгктический 13,9 Бнлта 4,5

Контроль 64,0 91, С

Электрообработка 78,0 96,0

Крите:1 :гл существенкостк разностей фактический 6, з 4,3

сга^;:ен;:;о с контролем на с,2 С, £' ,0 то п л и 9 7- состветст в с

ко. К;-::ег;сн не "птс-гспв.'-ог-г:: дглг.;: ия пг оле ктровозлейстг?::: тск>.

зависит ст срок«» "стлст.:-::". Пели гр:: посев е рлектростнмулп;

о

г.ьт сс-мян яровой пггкгаы сорта Саратогская 23 в день обрабо интенсивность дыхания проростков усиливается лгдь на 3 % по Бяенш? с контроле:.:, то с "стлежкой" в 15 дней - на с!

При Е£ЛО".енкк дополнительного электрического поля на се в проростках яровой ппенищ/ сорта !,'ооновская 35 опытного вар та наблюдается изменение разности потенциалов в корнях и лис (табл.З).

Таблица 3

Разность потекииатоз з отдельных органах проростков яровой ппекицн сорта Московская 35 в разное время суток (!.3) (на десятый день после посева)

кп

сра-

мена иан-тьях

Заопантк

корень

Органы

стебель ; лист

-:ем, на свету

Контроль 4,3 2.3 5. и

Электрообработка 11,7 СП со 20,7

Коитерпй супеотвеннссти разностей фактический 5,3 5,7

Ночью в темноте

Контроль >ь СО -2

Электросбработка 11,5 12, ~ -5,2

К о и терий суде с тв енно о ти разностей фактический П,1 14,1 -7,1

Б морфологическом отведении эффект элентгсвоедействия обнаруживается на самых ранних этапах онтогенеза и особенно четко прослеживается в изменении скорости роста когней и надземной части, а также повышении сопротивления корня прорссткоз опытного варианта (табл.4). При этом отмечена зависимость данных параметров от жизнеспособности и лабораторной всхожести.

Гредпосевная обработка семян ЭПК? приводит к увеличение отношения веса корней к весу надземной части опытных растений, кроме того, возрастает и вес вегетативной масс}' (табл.5). Г;:: сбыей стимуляции рсстовых процессов в опытно:.: ггрпакте особенно заметно усиливается рост корней, что, в его?" очередь, способствует более быстрому укоренении. растений. лучпему использовании; и:.:и весенней влаги, питательных вежестз. Г-г-сгс::;:.т из здектростп-

ва в конкурентной борьбе с сорнякам::.

ID

Таблице 4

Длина корней и проростков яровой пшеницы сорта Московская 35 (на десятый день после посева)

I Длина (с;.;) ¡Сопротивление

Варианты ¡.-,-¡корня (К.;)

I корней jпроростков |

Контроль 7,12—0,16 13,7^0.20 6,5^0,20

Злектрообработка:

посев:

- в день обработки 6,07±0,20 13,3±0,43 6,2*0,13 с отлежкон:

- 15 дней 22,7-1,45 15,63^1,54 8,3±0,20

- 23 дня Ю,9±1,:0 14,4-1,35 7,3±С,40

Таблица 5

Вес корней к проростков яровой пшекгдд* сорта Саратовская 33 (на десяти; день после посева)

Варианты

!

Вес (г)

копнен

! иткс.ея'пе ! веса корней ! к весу поо-

jпроростков j росг,.;с,в

Контроль

Злектрообработка: . посев:

- в день обработки с отлечкей:

- 15 дней

- 25 дней

3,7±0,19 4,С—и,35 О,S0

4,0-0,54 4, 2-0, Ir С,95

7.7—0,с I 7,2-0,51 1,27 6,3iQ,75 4,1=0,27 С.56

Интересно отметить, ч*;с на се:,хна серных уас.'ений злекг работка не оказывает стимулирузг/щего влияния. Б;лее того, наб.' ется угнетение их роста, падение сопротивления корня. Такая : ция особенно выигрышна для практического' растениеводства в сл чае высева недостаточно очищенного посевного материала (табл.

Интонси^пкодпл росте надземной части и корневой системы позволяет опытны..' растения.: быстрее прейти начальны- pat тия, которые являплся наиболее уяггпмгм.: для в.: еднтелт-й с ел г-с хозяйственных культур, Так. у яровой пц~н:п;ы сорта Саратовска в период выхода в трубку число по;аыенн:~: раст-ний скрытосте;

чптелв:-.

щда-

с ; - _

С),

нм

:ителем - мведскс.

I спгтн;

варианте

:.в::свес1:н началь;-::-ä bbb востй ~вэь::с::я сс^ввх :cc:e;:rn:

За оса в: с в:

U"i:Hg кегля ст.- — ; ^сггстпвленпе

Ко:.') * б- (с::) вс,.;:я (С:.:)

г.СКТССЛВ

-.трооорабзт.-э

донтрель Злектрсобтзботкз

7, G-0.27 Б,с-С,33

7,5-0.30 7,7-0,32 8,2±0.13

Свсянг-па

8,8-0,32 3,7±0,21 12,7±1.4

c,:¿0,22 5.8-0, I-I 7, З-С.ОС

Sie.-г:сст;г:::.-.я1;::я ее::ян псввсваес а?::гвкссс:- ряса íзн сготев:, ьчасгксат;:. агсквкс вть окнсснтелвкс-ввсствнезвселвввх серв:ект:в ваталасг п лерсксвгазг (та?.-. 7,8). " ггс; вссвсв. вв свсв: пссксдв сорта "сзксзсгея 33 к Саратовская ЗЗ свтввнеетв сасвсасн статного варианта в листьях т: нерке ::а 3-1С Г вв'ве, в ко;-::р:-ле. Лкалсгпчкье cesyccccci: гелученс ::>:: аквливе :с:-р~ —::::.:: ев-

свсевв' в 3-лкевн1::с проростках яров::: гввенпцв' с-.:тс ;..:.; г :вс::ал Зг. Неблжв-ввя картина находится в зависимости ст лсссс:нв: кг-честв сСваСатвзаевпсх сев:ян. Так, в пвсзпзпвнвсс спектрах с :гс:-:-: ::восесс;;:ь из злектростгп.'улнссванн'сх семян. име: ?:•;; .хоть 75 Í :: мнзкесиосебксетв £С 0', дсявляется всв^с гве'':: с, всссг-вак лги влектроойработв- семян сс гсиссесссв 32 в в- 'гввве сссес:!-KccTir- 51 в ковке гнойо::."- ке. ввявлекв: (pro Л}.

3 rperаетамсих сомекс:: после злектрссбработки в:• ; ■ -в усиливв-ется активность г::;::слнснсесксго с--:::е::?с аввввавв. " 7-ввсв;:в-: п^ссостссв гсентдк сорта ...сг.-'овск'я вв сссс вовевгвввв в слвсе на 33 !" вые. чем в контроле.

Тайища 7

Активность кетедагг в проростках яровой пшекнцг (кт nL * г ье'^ества)

ь>арпактк

i ц

j ;¡pOpCCTKH

Орган -f--1—--

¡o-днБВКне {Б-дневние ¡ 7-дневнге

■ : о с г ■овская : 35

Контроль лист 4, so±o, 02 ^ i , 4C¿0, Ol 6, ,24±0, ,01

Злектрообработка ^ Ï ÏC±0, ГС 5, , 94-0, 02 6, ,74±G, 02

Контроль корен: Ь 0, 7^—0, QT 5 ; : 5C¿G, 01 n i 51—C, ,01

Элентрообгаботка w ) S3±G, 01 r V. ,25-0, 03 G, ,85—О, 02

CE Y-B TOBO! :ая 35

Контроль лист 4, 0£±G, Ol Г, , /о-G, Gl u ! ,ec±c. ,02

Эл ек тр оо бр а б о т ка с CT—О. Li C, , 04-ü, 03 '■•-1 ! : 17—С, ,C'I

Контроль корен: = 4. £2-0. С 2 'J , .S4±0, 02 r ^ ] ,6S±C, 02

гт 2:À'O, Ol e, , 13-0, 02 . < 0— L , ,01

la Зли a 8

Акт:: BKOCTI пороке: •дазн i- jH'op oc тка>: ЯрОЗОЙ п J6H "U*

раон Ь'Х сорт Н2°2 на I г ещео тва)

b:. ! i i Про ;-оотк:

j тнеань ! ;невиге i ^ ! '' -днев.

' '.ОСУ :некая с -

Kc роль ЛИСТ С , -i^i-C1, L Cj : 02 6 07^0 Ol

Зло к тееос' работка С С : С. R+ г. . С. J-V. , 01 Г; 03

Кона Г'ОЛЬ коре; т ____ r r- И 01 7 -—i- ,-li-u 02

Эле к Трооб рас'отка I о г. 01 7 f. rH- - Ol

Копт рель лист J — .«Í -- Г с г—■4 01 г CS- 0 02

Олек тр 00 б , 32С, 07 cc¿: 04

ДО: ? i.-СЛЪ коре; - г. J _ « — е.. г. о 7

г- " ' - • ' 7 ооб ; а :ч''Т->. ."2-1, , - • с ' " —- ? 01 с ( '1-с C2

ОЭ/7

/

/i

ОЭ/7

5

0,0 Ot2

Qó-/0

4o 02

¿6

08-/о-

/

Fno.I. Кзсэнзпмнь:"; спе-нтг пероксгтцагь З-днеьньх пр-оростков LüíHr;:ос:-г=с?ея 35. I - контроль ; £ - ктгосбработка. к - н-'знесгособк: тть SC г, хсхсг»сть ое;.:як 7С Г*; Б - к::знеслесо'носчть Г2 С, всхс\:есть семян 32 Относительная ёкгсвноссь пзо.уег^ента :

- сильная, Щ- средняя, Q - слаС.гя.

Taír. где 9

Содержание : оахарсн и сахарозы

з проростках лрсьс:: поеницн (:>т)

- П

lÙ—N L, • 2

s TT™

+ —

:рнакт

i .гедрдпрумине ; сахара

;х£Гогг

Контроль Злокт:ccíra^OTra

Гс: кем ска г ЗГ. 0,61*0,02 Ol

Г ~ ", - ". ^ ^ ^ 3 л

' ' '--Г r~ ' r¡

- , rb,U

0,V£-C.Gl

, 02

.. : .-:,u

/40-

/20-

&о -

П

02

/йО-

КО-

СО-

аб о.8

(О

02 ¿¡4 С.б 0,8 КО Я?

Рг:с.2. 'Активность цитокиккнсв зрелых сежяк жизнеспособность 70 С, всхожесть 70 /' I - контроль, 2 - электрообработка

ет активность ауксинов, гиббереллкнов к цитокпнпнов. Наблюдается завг.сшость гормональной активности от посевных качеств семян.

Обработка в электрическом поле се.жян с низкой жизнеспособностью ¡: низкой всхожестью не приводит к изменению активности гормонов, тогда как электростасуляция сежян с низкой всхожестью, но с высокой .жизнеспособностью ведет 1; усилению гормональной активности, при этом об};ах)у:;а:вается уменьшение ннгпбиторнжх Фракций го пионов е оггстнок; варианте (рис. 2,3,4,0,6,7).

Одибапнке выше наблюдения к скспериженталькге (Такты представляют собой дгекотппическое продление озйекта олектровсздсйст-^ в'.тя на растительна организм..

Возникает вопрос, какие первичнке процессы,.т.е. генеткче-

/SO

fóO

/40

t.70

fee

IM

m-

OA о,б as /о Rf

Л

a,2 iOA ÚÓ 0.8 to /Ç»

fóO

fóo -

/га-

CT Q4 Oó a.8 /.o

22 ÇÔ ce

Рис. 2. Активность цп то к ннпн ob 2-лнсвпп: проростков б - жизнеспособность 20 всхожесть 70 6 - жизнеспособность 70 всхожесть ?€ I - к:нтрсль, 2 - электрообработкс

¡20-

90-

/20

02 0.4- <?е

08

а

'.О

90

0.2

<24 0,6 (¡8

п

(О

Г20 ■

90-

К<7

{20-

г— —

— 42 — аа 0.8 0 А

90-

42

О.б

08

'.О

б

Рис.4. Активность ауксинов зрели семян а - жизнеспособность 90 Я, всхожесть 70 И-б - жизнеспособность 70 всхожесть 70 % I - контроль, 2 - электрообработка

/во-

1ЬО

/20

80 ■

Q2

OA

/40-

/20-

о.ь /Щ to /Л

У

Ln

Q2 OA 0,6 О,В Í»

а

/.го-

so

C¡2

OA

0.6 os to

/20

«f

90

Q2

OA 0.6

0,8 to

Ркс.6. Активность гкббереллг-гнов зрелкх сегян а - жизнеспособность SO всхокесть 70'£ б - жизнеспособность 70 %, всхожесть 70 £ I - контроль, 2 - электрообработка

SO

г

ûo-

02

а*

п

Q¿ _J <?8 (О

LT

sa

4¿

Gl

aß

<36 1

(O

!ZO

9a-

I 12

C>4

О.б Oß fû

¿>2 ,0.4 0.6

(O fy

ffû-

1_П

5

IiOOpOCTKOI;

ÍÍ - "гзнгспссщг'нос;^ ? О л, ««.cnscu 70 б - 70 ic>:ov:r-;:- 70

ские механизмы к структурно-функционачькые эффекты лежат в основе симулирующего действия электрического поля, в частности ЗПКР, на семена и растения.

С этой целью нами исследовалось структурное и функциональное состояние хроматина проростков яровой пшеницы сорта Саратовская 33. Было показано, что степень деконденсирования хроматина клеточных ядер растений после воздействия электрическим полем на семена значительно выше физиологической кормы. Относительное содержание дкфйузного хроматина максимально в день обработки, в процессе "отлёжки" семян оно приходит в исходное состояние (табл.Ю), при этом повышается синтез РНК, происходит изменение куклеотидного состава новообразованной РНК (табл.11,12). У проростков, полученных от посева электростиыулированнкх семян, изменяется соотношение нуклеотпдных пар Г+Ц/А+У. Вероятно, это свидетельствует о том, что при электровоздействик индуцируется синтез мРНК, как правило, характеризующийся более высоким содержанием АУ-пэр нуклеотидов. Аналогичные результаты получены при исследовании хроматина клеточных ядер методом лшккисценткс-сп е к тратьной микрсскопк и.

Таблица 10

Относительное содержание диффузного хроматина в клеточных ядрах 3-дневных проростков яровой лиеницк сорта Саратовская 33 (%)

т,,,,,,, ¡Относительное содержание

¡ДНК диффузного хроматина

Контроль IG,0

Злектрообработка:

- посев в день

обработки 45,6

- обработка-посев через

12 дней 19,8

Таблица II

Активность синтеза и коэффициент специфичности новообразованной РНК 5-дневнюс проростков яровой пшеницы сорта Саратовская 29 (тыс.им./мин.м.г)

-арнантк

¡РРЖ, ( Т_НК ¡сЕч !^отноше-

|ная^в 1А+У ¡хромати-;

¡не

Контроль

Злектрообработка:

- посев в день обработки

- обработка-посев через 12 дней

13,1

10,9

14,2

',6 30,6 16,1

V,;

21.1

;4.5

1,10

1,10

1,06

Таблица 12

Содержание нуклеиновых кислот в проростках яговсй пшеницы сорта Саратовская 33

Соде очание пуклеиневн х к::слот

Варианты мг на ппооос- J ь01 ! ТКОЕ !

ЩК ; РНК | ЛЕч | РЕ;

Контроль 2 58 7,Г0 610 1003

Олоктрообрабстка:

- посев в день обработки т 7.00 -

- посев с "стлё~)х:.''

12 дней Р.90 010 .ТО 40

15 дней о. с '¿'- "< ■ • 103-1

20 дне:: о •'.О V ,2ц с 1Кг-

ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СБШ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ НА МОРФОНЗИОЛОГКЧЕСШЗ характеристики растений в

ПРОЦЕССЕ Ю1 БЕГЕТАЦИ11

Наряду с лаборатории,т исследованиями, в полевых условиях проводились опыты по изучению суточной динамики интенсивности транспирацки, дыхания, продуктивности фотосинтеза, площади листовой поверхности, содержания хлорофилла, роста надземной части в корневой системы растений, выращенных ез семян, подверженных электрообработке.

Процесс транслирацнк рассматривали на целом растении в разные фазы его развития: кущение, трубкование, колошение. Достоверно показано, что в ночные и утренние часы в фазе кудения и трубко-вання интенсивность тракслирации у опытных растений повышается. Так, у яровой пшеницы сорта Московская 35 отмечено усиление интенсивности транспирацки на 5-7 В фазе колошения между опытными и контрольны!.::; растениями различия в интенсивности транспираинп не наблюдались.

Повышение интенсивности тракеппрацнп в утренние, вечерние и ночные часы способствует увелпченш содержания углекислого газа и более интенсивному прохождению процесса фотосинтеза. Снижение интенсивности транспирацки в дневное время позыдает обводненность тканей и те;-.: самым также способствует активизации фотосиктетиче-ских. процессов. При этом продуктивность фотосинтеза у опытных растений значительно возрастает. Увеличиваются как плодадь листовой поверхности, так и содержание хлорофилла (табл.13). Злектрообра-ботка способствует не только увеличению площади листовой поверхности растений опытного варианта, но и удлинению срока их функционирования, что имеет существенное значение для растений пшеницы, у ноторух наблюдается раннее старение листьев и уменьшение плсдадп их листовой поверхности.

Что касается дыхания растений, то достоверные различил ме>:ду опытны:.::: и контрольными вариантами наблюдаются в фазу кудекия ;: цветения, во всех остальных случаях существенные ртдтнчия кажи не выявлены (табл.14).

Изменения физиологических параметров, обнаружите;:'-'.: еся жос-лс электроотработки се:.:яп, прежде всего пгсяелягтс-я в агтивдож росте надземной части и корневой схстежж едгтных растений, а в последующе:.: и в увеличении их продуктивности (табл.З). Лчаг.:* разных сортов яровой гжсыиц!: и друз'их сельскохозяйственных куль-

• Таблица 13

Продуктивность фотосинтеза яровой пшеницы сорта Московская 35

Р-'^п.'чтн 1 ! I л'ощ; Продуктивность фотосинтеза | (г/м'" сутки) ! Площадь листовой поверхности (тнс.кв.м/гп)

1 ! ( кущони. 1 1 ¡колошение ! 1 I кущение 1 | выход в ! трубку ! ! колошение !

Контроль 1075 4,12*0,01 7,31*0.05 6,28*0,02 22-0,04 34*0,01 21*0,02

Г;лс;;тпообр, 4,55*0,03 7,99*0,05 7,39*0,14 24*0,02 49*0,03 23*0,03

Контроль г по г А ."¡С Ь 3,45*0,02 7,06-0,17 6,57*0,04 37*0.18 48*0,01 25*0,02

.'.'от;;:-; 3,8(*0.00 0,35*0.09 7,1)7*0,05 41*0,01 50*0,02 27*0.04

Таблица 24

Суточная ритмика интенсивности дыхания (мгСС^ г/час) яровой пшеницы сорта Московская 35

Бариантк I 1 ! ) Время проведения учета

|Фазн роста ! 1 б часов | | 12 часов 'то 1 I 18 часов | 24 часа

Контроль Кущение 1,86-0,030 2,21^0,018 2,08-0,044 2,36-0,040

ЙЛО к ТрО О Г) ПС б О Т !'П 2,02±0,018 2,17^0,010 2,16-0,018 2,51*0,050

Ко»т.ро.пь Выход п трубку I,04-0,024 1,Г,3±0.021 1,36-0,015 I,78-0,018

Эясктгообрпботка I,11-0,070 1,51^0,014 1,40±0,015 1,87*0,040

Контроль Колошение 0,9Г-0,013 1,38±0,011 1,22±0,009 1,49-0,011

Эл с к тро о бра бот кл 0,94^0,026 1,37-0,009 I,23*0,015 1,54*0,205

Таблица 15

Надземная масса и корневая система яровой пшеницы соота Московская 35 в базе колопения

Варианты

! Годы

Надземная масса

Коони (0-4С) см) (г)

контроль Злектрообработка

Контроль Злектрообработка

1976 367,0*5,21 433,0*7,60

1985 381,5*4,29 443,7*6,56

90,4*1,22 112,3*3,16

98,4*0,38 118,1*0,54

тур, семена которых предварительно подвергались электрообработке, показал увеличение массы надземной части к корневой системы растений, а такке насыщение верхних слоев почвы пахотного горизонта более мощной корневой системой. При этом отмечается достоверное удлинение первого и Еторого междоузлия, утолщение второго и третьего стеблевого узла у опытшо: растений яровой пшенпцы сорта •¿ооновская 35. Однако, длина последнего междоузлия и его толщина достоверно уступают длине и толщине последнего междоузлия контрольного растения.

ВШЭШВ ОБРАБОТКИ СЕМЯН 3 ПОЛЕ

НА УРОМАЙ, ЕГО СТРУКТУРУ II КАЧЕСТВО

Многолетние полевые испытания свидетельствуют о тс;;, что предпосевная обработка семян з РПКР приводит к повышению урожая яровой пшеницы на 10-25 Показано, что прибавка урожая в результате электростимуляции семяк связана с увеличение:.; высоты стеблестоя и продуктивных колосьев, сзерненноотью колоса,массы тысячи зерен.

Под действие;.: злектростимуляцип поднимается содержание общего, белкового и небелкового азота. Предпосевная обработка семян ока зывает существенное влияние па общий выход белке, с гектара, сте::-ловиднссть зерна, сырую клейковину :: скруа клетчатку, крахмал, объемный выход х-еса. Стабильное ¡¡овыселие этих показателей наблюдается во все годы проведения опытов (табл.16,17,18,19,20,21).

Внедрение в производство прием г предпосевной обработки сомяв в электрическом поле коронного разряда является дополнительным резервом повышения урожайности сельскохозяйственных культур и даст высокий экономический эффект.

Таблица 16

Густота стеблестоя ла различных тазах развития растений {%)

Варианты i Фазы

! полные ! всходи ! выход в ! трубку !коло-¡шение ¡полная ¡спелость

Пшеница, сорт Московская 35

Контроль 93,0 84,0 50,0 50,0

Электрообработка 97,0 88,0 60,0 60,0

Критерий существенности разностей фактический 4,8 4,3 19,2 21,0

Ппеквда, codt Саратовская 33

Контроль 87,5 81,3 •74,0 73,0

Электрообработка 94,8 89,3 83,8 82,5

Критерий существенности разностей (тактически! 8,3 7,8 17,0 9,9

Пшеница, соот Снаббе

Контроль 88,0 80,8 74,0 71,5

Электрообработка 94,8 89,0 83,8 83,8

Критерий существенности разностей фактический 10,5 16,5 17,0 9,9

Ячмень, соот Носовская 6

Контроль 87,5 61,5 77,0 77,0

Электрообрабстка 97,0 91,3 87,0 87,0

Критерий существенности разностей фактический 5,2 19,5 19,0 19,0

Овес сопт Оаленсшги

Контроль 87,0 82,5 7?,0 78,0

Электрообраоотка 93,5 89,0 85,0 86,0)

Критерий существенности разностей фактический 10-, 0 4,8 8,3 7,3

Расчет с-ксномнческой эффективности приема предпосевной обработки семя» яровой пшеницы в слсктрпческом поле коронного разряда в хозяйствах Еащкпрпп выявни его рентабельность;, Factpei пркводится ка примере Бслокатайского ГСУ и колхоза "Искре" Благовещенского района (табл.22, 23).

Таблица 17

Структура урожая яровой пшеницы сорта Московская 35

'.число ! тг-ст,,-

а®-.

1шт. ! см

! Число ! Масса

1 зерен в ! 1000

! колосе, ! зерен,

! шт. 1 г

Вариант

; Длина , колоса, ; см

|Число

¡колосков,

{шт.

Контроль

Электрообработка

Критерий существенности разностей фактический

Контроль

Злсктрообработка

Критерий существенности разностей фактический

Контроль

Зле ктроо бра бо тка

Критештй существенности рлзностей фактически!!

Учебно-опытное хозяйство БСХИ, 1977 г.

321,4-1,49 101,0*1,09 6,8*0,06 13,2*0,16 387,3*2,05 106,0*1,16 7,5*0,09 15,3*0,18

19,2

5,8

3,9

3,6

26,5*0,32 30,7*0,35

5,6

42,2*0,86 44,8-0,92

4,2

Агробиостзнция БГГГИ. 1985 г.

312,1^1,35 I03.lil.I2 9,0*0,11 12,0*0,14 23,0±0,28 33,86±0,69 360,5*1,82 111,2*1,10 10,4*0,13 15,5*0,19 36,0*0,61 38,48*0,72

17,1

6,7

3,4

3,9

10,1

4,6

Уфимский ГСУ, 1986 г.

304,6*1,92 105,2*1,15 8,6*0,10 13,3*0,16 25,6*0,30 41,7*0,84

345,5*1,СБ 108,5*1,20 9,5*0,12 15,1*0,17 30,2*0,34 44,3*1,05

16,9 4,9 3,6 3,5 6,2 4,9

го

•о

Таблица 18

Структура урожая и урожай яровой пшеницу сорта Московская 35

1 ' !и„л„п !Вес Шсс Шос !т, ! ! !г

!В''сотэ|дяпна й^п № «^'¡^си |Урок*вя 5ид-

]ЗппПЛ!!ТГ !пастс-{ДД {с од- !с <¡5 ¡С 25 ¡ТЛПП • Сп/го') !кле!,"~ ипппч,

!»ия !/°?ляа иого !оастс-!рпсте-!™п !(ц/га] !котша "Я ;гь !(см) !(си) К\°п2сч !колоса !нин ! пм !зороп ! !<*> __! ; ¡(а*.? !(Г) ?(Г) !(г) ! ! ! !

КоН'грп.Л г. Ю1± 6,8- 26, 6± 1,23* 30.7СЁ 36,5* 42,2* 24,6* 26,3* 74,0*

0,58 0,07 0,57 0,016 0,98 0,50 0,27 0,27 0,16 0,70

Од': к тро о бра бо ту а 100* 7,5± 30,7- 1,36* 34,I* 44,7* 43,8* 27,5* 28, СЁ 80,0*

0,40 0,09 0,27 0,019 0,51 0,52 0,18 0,07 0,08 0,40

Контроль с протравлением 6,5* 26,5* 1,06* 27,1^ 37,1* 42,0* 20,2* 24,2* 63, СЁ

0,40 0,07 0,28 0,010 0.147 0,39 0,28 0,05 0,06 0,57

Злектрообрпботка с 102,СЁ 7,СЁ 28,0* I, I- 29,2* зо,сё 42,0* 22,9* 26,6± 65,0*

протравлением 0,86 0,08 0,40 В,04 0,26 0,91 0,64 0,20 0,16 0,91

Таблица 19

Структура и качество урожая яровой пшеницы разных сортов

!Число шасса

Варианты

¡Длина !зерен !колоса !в ко-

¡'рп„я {Масса Утийй ¡Стекло- Сырая Объемный зерна тпоп |.Урокии клейко- пш-отт

i нии

{(см)

Кем)

!лосе !(шт.)

«с 1 ¡1Ш0 ¡колеса ¡?ФИ Кг) 1<г>

ип/гт) вид~ ! клейко— | выход

. -ность i шшя ^ттр^а

¡вина

¡хлеба

Контроль

Електрообработка

Критерий существенности разностей фактический

Контроль

Эм/ктрообработка

Критерий существенности разностей фактический

101 106

5,80

Саратовская 33

Учебно-опытное хозяйство ЕСХИ, 1971 г.

6,8 26,6 1,23 42,2 24,6

7,5 30,7 1,36 44,8 27,5

3,90 5,60 3,48

3,35 15,6

Московская 35 ' Учебно-опытное хозяйство БСХИ, 1976 г.

99,3 5,70 21,6 0,83 34,80 22,1 100 6,13 29,1 1,04 36,87 23,9

3,75 5,7

3,50

4,2

74 80

7,5

46 68

10,3

26,3 28,0

5,7

27,0 28,0

3,(

106

108

го

«з

Таблица 20

Содержание азотистых соединений и белка в зерне яровой пшеницы разных сортов

Зони проведения

^ Варианты ¡Азот общий \(%) {Азот белко-|вый {%) ¡Азот небелковый (%) |Содержание ¡белка ($)

Саратовская 33

Контроль 2,23*0,002 1,80*0,004 0,43*0,003 11,25*0,027

Электрообработка 2,53*0,010 1,83*0,017 0,7(^0,003 11,43*0,330

Саратовская 33

Контроль 2,30*0,003 1,50*0,004 0,80*0,001 9,42*0,056

сйектрообработка 2,70*0,005 1,60*0,001 1,14*0,001 9,70*0,026

Московская 35

Контроль 3,12*0,004 1,9*0,004 0,80*0,001 12,4*0,027

Электрообработка 2,45*0,002 2,01*0,003 0,95*0,001 14,3*0,020

Саратовская 33

Контроль 2,5*0,004 2,41*0,003 0,8*0,001 13,6*0,021

Электрообработка з,с£о,ооз 2,72*0,004 0,3*0,001 15,3*0,025

Переходная лесостепь, 1970

Переходная лесостепь, 1971

Переходная лесостепь, 1977

Переходная лесостепь, 1976

Переходная лесостепь,

Пере: 1977

Контроль Электрообработка

Саратовская 36

2,8*0,002 3,0*0,003

2,5*0,002 2,7*0,003

0,3*0,001 0,2*0,002

14,0*0,003 15,4*0,003

со

о

Таблица 21

Урожай ti содержанке белка в зерне яровой пшеницы разных сортов

!г ГБалоШШ ¡Критерии су-

!сб°Р !щественности

¡уелки !белка ¡разности фак-

!_! (кг/га) '.тичсский

Золы проведения

Варианты

Урожай (ц/га)

Переходной лесостепь

Учобно-опнтпое хозяйство БСШ, IG77 г.

Переходная лесостепь

Ут | о б и о -о г п • tj i о с х о о га i с т л о J-CXIf. 1977 г.

г.-гнал лзооотспь

АгпоОкостанпил БС),'!, 1977 г.

По n е аод поя л е с о с то пь Утхг.тскнн ГСУ, 1986 г.

Контроль

Московская 35 34,80*0,341

Электрообработка 41,80*0,983

Саратовская 33 Контроль 25,20*0,460

Электрообработка 30,70*0,480

Саратовская 36 Контроль 23,5*0,029

Злектрообработка 27,4*0,028

Московская 35

12,35*0,024 429,00

14,28*0,056 597,00

9,52*0,056 239,90

11,0*0,022 337,70

14,03*0,051 329,71

15,42*0,062 422,51

Коптполь

30,00*0,650 12,23*0,031 366,90

27,01

7,39

11,47

Электрообработка 34,00*0,790 13,06*0,029 444,04

30,21

со 1—1

Таблица 22

Розулътатн производственных испытаний предпосевной обработки семян пиюнитди в электрическом поли коронного разряда в хозяйствах Б'шкпрскоГ! ССР

Хозяйства ■.....i |Годи , ! Уронгш . ц/гп llpíio урок üi)i;a а я Г Сорт г...... Шломчпь

КОПТ-ПОЛ!, !:?лектоооо !работка ц/га ¡ ! го !

1 2 ' " 3 ! Л ' ' " Í, ! ;j 1 7 ! 8

,У'!'Н)Н0-01ШТН00 ХОЗЯЙСТВО L-СлН Уфимского района 1970 33,0 40,0 6,4 19,0 Саратовская 33 120

Уч'.'бпо-огп.'тноо ;<изяйство БСХП Уфимского района I97.T. 28,4 35,4 7,0 25,0 Саратовская 33 120

Гстокат.тишит ГС У 1971 22.0 24,9 2,1 7.2 Саратовская 33 1.5

Колхоз "Кидом" Б.уздякского района 197?. 15,7 20,1 4,4 28,0 Саратовская 36 2 5

Колхоз "Кпдмп" Бунд: п; о кого рулона 1973 17,3 3,4 24,5 Башкирская 9 10

Колил.ч им. 'Л. В. Фрунзе Луздлко ко го району 1973 11,4 13,3 3,9 34,2 Харьковская 46 81)

.Колхоз пм. Э,Тельмана Ал ы>:" о во кого района 1974 18,3 20,4 2. Т 12,0 Харьковская 46 10

Колхоз "Рас.слот" Лурглзинского района 19 76 .ТО, 9 22,0 3,1 16,4 Харьковская 46 2Ь0

Колхоз "Дружба" Стсрлптаглпкского района 1977 23,1 26,9 3,8 16,5 Харьковская 46 140

— —1. 1—;-.! 1 з

Кглхоз "50 лот СССР"

Уолоуооаокого района 1978 31,6 Колхоз "50 лот СССР"

;'"лоу:;огюл:ого Пг'ь'топа 1579 27,0 Ко.лхоп "Ргзсопет"

Лудо'озпнского .района 1979 • 21,7 Кол коп "Родина"

Читинского района 1980 23,0 Колхо:? "50 лот СССР"

¡¿«угсузовского ряНоня 1980 27.5 Колу--' "Друг.йа"

Ст(;!"Гпп'ам.-и;пг<ого района 1984 18,0 Колхон "И'п:пл"

};л" гог-гл.оиоиого ролов?. 1904 13.6 Колхо.ч "Дттоа"

Ст^рлитгг'¿некого рлйонп 1535 18,0

Окончание тасшщи 22

Т7~Т

7

1—U

30,0 <1,4 13,9

31.4 4,4 16,3 23,0 1,3 6,0 2.5,6 2,5 10,9 31,3 3, С 13,8 20.6 2,6 14,4 15,0 1.4 12,9

19.5 1.5 8,3

20.6 2.6 14,4

Харьковская 46 130

Башкире Kaii 9 170

Башкирская 9 180

Саратовская 36 100

.Харьковская 46 100

Московская 35 230

Московская 35 220

Московская 35 230

Московская 35 227

Таблица 23

Экономическая пфУ'пктилпостъ лродлоооллоп обработки семян яровой пшолицл л электрическом поло коронного рязрада

.■лзллства

Урожаи (Ц/га)

! Сумма !

Шрмбал-! к а

! урожая ! тельного! на !(ц/га) ¡урожая !1 га ! ! (руб.) !

ТГТтои--!мост1. !лололли-!зптрат !

¡Уолоп-

ннн

¡ЧПСТЬ'Ц

¡доход ¡(руб.)

*ТТс.п()ип17ГП .'листка ¡Окулае-! доход !пог,ть !на ¡затрат !I руб. !(ра 4 ¡затрат_!

Болокатайскш; ГСУ Контроль

Электрообработка 24,У

!Л

19,%

17,37 (', 77

7,7

Кочхиа "Искра" Контроль 13,Г)

Бчагопицопского

района Яч е к троек! работка 15,0

1,4 10, ГА 0,32 .17,93 25,40

ЗАШУЛЕИЕ

Наблюдаемые положительные морфофизиологкческие изменения при обработке семян в электрическом поле коронного разряда являются результатом усиления энергетического обмена, процессов распада, превращения и усвоения веществ, осуществляемых генетической, электрофизиологической, гормональной, ферментативной и трофической системами регуляции. Физиологическое действие электрического поля на растения прежде всего опосредовано через регулятор-ные функции генетического аппарата.

Анализ проведенных экспериментальных данных и сведений литературы позволяет придти к выводу о том, что в основе положительного эффекта електрообработки лежит её влияние' на актнзкость генетического аппарата клетки - хроматина клеточного ядра.

Электрическое воздействие на семена вызывает повышение матричной, т.е. генной актизности хроматина, вследствие деконденсп-рованпя его неактивных компактных структур.

Как показали исследования, относительное содержание генетически активной фракции хроматина в клеточных ядрах проростков, выросппх из сем.ян, обработанных в электрическом поле, резко,по-выпено. Это особенно отчетливо проявляется в варианте, где семена высевачись сразу же после их обработки (без "отлёыкп").

Обычно деконденсирование хроматина в Физиологических пределах сопровождается повышением генной активности клеточного .ядра, что проявляется в усилении синтеза и накоплении гНК. Однако при посеве семян без "отлёкки" относительное содержание диффузного хроматина, хотя и весьма ысоко, но синтез ?НК ь них заметно подавлен. В случае "отяёмки" семян интенсивность синтеза всех типов FKK восстанавливается, а затем и заметно усиливается. Степень де-конденсирсвання хроматина в день обработки ce:v>: в олект:ическом поле значительно внес физиологической нормы. ?:о и является причиной некоторого ингпоировакпя синтеза КО-; и снижения морфегене-тпческой активности клеточного ядра.

"Отлёжкс" семян после электговоздействкя Нс.сбхсдгма для восстановления э:пх процессов. Вместе с те;.., пр:: обратном процессе конленепроьання ке псе гены "воздпажа: лея" ьо Фракцию кее.-:::.в-кого, компактного хроматина. Часть их так и остается дерспрссег-ровакней, 0 у i: I :ы и с:; ал о:. о активной, в то в:е"я к? к аналогичные кусы хроматика у растений гс."трольксгс варианта находятся в репрессированном, нос-у.г\:ьпс состоя;:;;;:. Od открытии :мполни:ельных (но-

вкх) участков генетического аппарата, т.е. о морфегенетическсм эффекте электгсосрабетки можно судить по изменению нуклеот;:дно-го состава новообразованной ?НК. 11.:еет место снижение соотно-веяея сум:.:ы нуклеотидов (<} Г+Ц/А+У, что свидетельствует с преоб-ладансз в составе новообразованной ?нк популяции м-РНК, которая от основной массы РНК клеток - р-?НК отличается относительно к из к:".: содержанием Г+Ц-пар нуклеотицов,

0-кп?.: из косвенных подтверждений этого служит появление новых изоформ пероксклазк в проростках из &лектрости:.:улирсЕанкь:х семян.

Активирование репрессированных генов, т.е. увеличение количества функционирующих, также наблюдается при улучшении условий роста и развития растений и действии некоторых факторов. Включение дополнительных кспий генов в метаболизм растения и дает мор-фогенеткческий эффект, т.е. вызывает определенные изменения в относительной скорости формирования отдельных тканей и органов растений. Вероятно, увеличение числа работающих генов является одной из главных причин стимулирующего действия предпосевной обработки семян в электрическом пале. Поскольку подавляющее боль-щпнствс активированных злектрсобработкой генов всксре снова репрессируется, с т ¡аудирующее влияя ке её отмечается в о сковкой на ранних этапах развития растений.

3 многолетних опытах не кайтодалось возникновения ыутацкй. Эффект электрсьсздействия проявляется лищь в степени выражения предсуществовавщих признаков и свойств,потенциально заноженных в данном растении, но в сиу определенных условий не раскрывщихся. Действительно, стимулнрукгщс-е влияние электрического поля особенно отчетливо обнаруживается на семенах с пониженной всхожестью, но высокой жизнеспособностью зародыща.

Генетическая регуляция тесно связана о злектрсфиеиолсгичес-ксй, гормональной, ферментативной и трофической система::;: регуляции жизнедеятельности растения, Так, между зародыщем г. рндо-спермом семени п.'еет-ся отр;:цате.тьная разность потенциалов, причем чем бсльте зта величина, тем Еыще посевные качества семян. Величину стрпцательной разности потенциалов между зарсдз:щем и эндоспермом можно повысить, инжектируя на эародыщевую часть се-:,:ени потоки электронов г: отрицательных ¡снов, что имеет Мгсто в электрическом поле коронного разряда. Наложение дополнительного электрического псля на естественны:: электрический ф:н семскп в зоследук-ек приводит к изменению разности потенциалов 1.:еж~у от-

дельными органе:.::: электростп.;улированных растений, повышению сопротивления их корня.

При электростимуляцип семян ускоряется поступление воды и питательных зешеств, связанное, по-видимому, с изменением проницаемости мембран и увеличением растяжимости клеточной стенки под действие:л гнббереллинов, ауксинов, цитокиников, активируемых электрическим полем коронного разряда. Подобная реакция семени на электрообработку имеет большое значение, так как более активное потребление зародышем водь: способствует ускоренному запуску морфогенетических программ.

Эндогенные фитогормонн наряду с изменением функциональней активности мембран влияют и на активность ферментьпд: систем, в частности, систем, необходимых для расцепления запасных веа'естз. Так, электрозоздействие на сс-].:ена приводит к повышению активности гидролитического фермента о1 -амилазы и, как. следствие гтеге, в опытных растениях увеличивается содержание редуцирующих сахароз и сахарозы, которые являются основным субстратом дыхания. Наблюдаемое увеличение углеводов и усиление интенсивности дыхания пои электрообработке ведет к ускорению ростовых процессов, поскольку высокое дыхание сопровождает синтез белковых молекул, РНК и нуклеотцдов.

Такг::.: образом, электрическое поле оказывает влияние на все основные фхзхолого-биохпмпчеекке процессы, ибо все эти процессы связаны с генерацией и потребление;.! энергии. В зтож и заключаемся один из основных механизмов положительного действия электрического поля на растительные объекты и его более отдаленного проявления в онтогенезе. Полученный сеженем электрсфнзислогпчес-кий импульс продолжает реатизовнЕаться и на более поздних стадиях роста и развития растений.

слектрообраеэтку семя;; можно рассматривать жак фактор о :;з;:-ческого стресса. Сходные результаты обнаруживаются при анализе природы действия жкегпх других стрессовых Фекл срез (обработка семян ультразвуке::, ультрафиолетовы.:;; лучам:; и д. уж,::, и жсоткижж излучениям::, перечней) ведореда и т.п.). жо-1.::д::ж,д у, действие электрического деля в значите.-;! дей мере носит г— :;;гдпж;ж:ескиж характер, ?:с ;х/дс сдьяснпгь влияние:,: жтек:гкческтдс веля нг белее сожигнжс :; д:_по звенья жстасслизжа.

В:.; оятые, в клетках растений нет признаков м:х.-'.ней, да развитие ;-'т:рых ж":;:жричесгсг поле сказжжато б ж ;::-: ;ж :жель:ж с дей-ст:::е. что :ж пежжж'ТгТ :ж : ж д'хн ж.:: ж;:;;.,ж:,; и с:::::?:: одиц;-:'иж-.-е-

к их белковых молекул, обнаружение к выявление природы которых является предметом особого изучения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе изложены результаты изучения морффпзпслогпческпх, биохимических и генетических механизмов действия электрического доля на растения и дано обоснование использования приема предпосевной обработки семян в электрическом поле коронного разряда с целью повышения продуктивности растений.

I. Электрическое поле коронного разряда повышает посезные качества семян с низкой всхожестью к высокой жизнеспособностью зародыша при оптимальных режимах обработки и сроках "отлежки". Это способствует более высокой весенне-летней выживаемости и увеличению густоты стояния растекий перед уборкой, выходу зерна и соломы с единицы площади, позылекию массы 1000 зерен и числа зерен в колосе, улучшению структуры и качества урожая.

2. ПредиосеЕнгя электрообрабстка семян приводит к изменению го; фофизиологических характеристик растений пленицы на ранних этапах онтогенеза: повышается зодологлотдтельная способность, интенсивность дыхания, энергия прорастания и сила начального роста семян. Более активно развивается корневая система, увеличивается её сопротивление по сравнению с контролем. Усиливается синтез гидролитических и окислительно-восстановительных фермектоз, меняется их кзоэнзимный спектр. Наблюдается прирост редуцирующих сахароз к сахарозы в проростках, т.е. электрозоздействие активизирует энергетический обмен, процессы распада, превращения и усвоения пластических веществ, создавая благоприятный баланс результирующих звеньев обмена веществ и энергии.

3. Предпосевная электрообработка семян приводит к изменению морфоадзиологическнх характеристик растений: пленицы в процессе вегетации. Усиливается интенсивность дыхания л транспирацип в утренние, вечерние и ночные часы, увеличивается продуктивность фотосинтеза и содержание хлорофилла з листьях пленицы, удлиняются первые междоузлия растений, насыщаются более мощной, по сравненгэ с контролем, корневой системой верхние слои почвы.

4. Наложение дополнительного электрического поля на семена в последующем существенно изменяет величину биопотенциала растений.

5. Предпосевная электрообрабстка семян л~пяет на гормональный статус растений пщеницл, псвылсстся су;.л:лрная активность ци-токиников, ауксинов и гвооереллиюг. Причем это происходит

ке за счет пропорционального увеличения активности всех "фраки:::;" фитогормонов, а преимущественно за счет повь-щекня относительней активности их отдельных фракций.

С. Показано, что действие электрического поля на растения опосредовано через генетически':": аппарат клетки. Электровоздейет-вне вкзквает повышение матричной активности хро:.;атина, активации синтеза РНК и изменение куклеотилного состава нозосинтезирован-ной РКК.

7. Ст1".:улпру;зщ1гй эффект электровоздейстЕИя наблюдается так-;::е при обработке секчн озс.:кх, ог-сщкгх, зернобобовых, травянпх е цветочних культур.

Таким, образом, воздействие електрпческого поля на семена ег-зквает существенны! физпологпческ!и1 ьффект, сохраняющийся в течение всего онтогенеза растен:±. Изменения в активности физиолего-бисхимпческих процессов и возникающие на этом фоне структурне-функциснальнке эбфектн приводят к ускорению созревания и певппе-нгсе уромая. При зтом значительно увеличивается сбор фнзнолегиче-ски спелого зерна с высокими песеьккмп и технологически:.::: качествами, что позволяет рекомендовать предпосевную электрообрасстку се:.:.ян в качестве эффективного агропрпеме в практику сельскохозяйственного производства.

рркс:.'!':-^;;:

Прием предпосевной обработки в слентрическов: поле коронного разряда эффективен для семян с пе нн.епной всхожестью, но вемоксп жизнеспособностью, при зтом .чес-5:-:од:г.:о учитывать фактерк гогде!:-ствумщего начата (сПК?). мсднепцнрувс.ие услозия внежней среди в день обработки семя:;, в кроц-ссс и:: "отлежки", т.е. срока от обработки в сПКР до посева, г также- ¡еодпрнцируюмие условия впежпеп средь: в процессс вегетации ¡севе-;:ни. ]>ивксщая прибавка урегх-я ев применения сПК? ожидается тогда, когда весь комплекс е акте; ев с учете:.: особенностей семян с;,дет папедиться в опт;в:у. :е.

Оптимальнее::: реппмв::;: о:рв:сч;г семян в элв-•трвпссгов: nc.ee 2 отсййогс разряда являются: кзпряме-ккооть 6 у В/см, 1:>:спсз:ве::я с ее м, с: спи "есле'ж;;::" еов:яп псове глектргвсздс-йстгил - Ю-д': пне;. 1 гв впонвхсс:: ет сорте и культур::.

гаесенпл, нгсесвпс пе семян, сер:■: ¿тс.нкк'х в слспврпч: ев. в пеле, не исев-т патслоги^ссппл ;:?:.:■;• с-•:::':,

Геи влзкт:еебсабетке пет леваввпвв доз. Уссв.;;св::а спесмст::-веппп свплгпасвся в случае :и;се ив: гс нвирвевени;:, а сев.; еве е :с.::

напряжение не вызызает при зто:.: необратимые процесск.

Одни и те же мажины могут быть использованы и для предпосевной обработки семян электрическим полем, и для их очистки и сортировки. В частности, для разделения зерновых, мелкосемянных, технических, крупяных культур от трудноотделимых сорняков, сортировки их одновременно по плотности к размеру, обеспыливания семян, удаления с их поверхности спор и бактерии, вследствие чего прием позволяет избежать протравливание семян ядохимикатами.

Прибавка урожая при предпосевной злектростимуляции наблюдается преимущественно за счет ускорения ростовых процессов в начальные фазы развития растений, что приводит к повышению полевой всхожести, большему количеству продуктивных стеблей, сохранившихся перед уборкой, устойчивости к повреждении вредителя:.::: сельскохозяйственных культур - шведской :.:ути и твердой головки.

Прием не требует больших материальных затрат, так как он проводится в сочетании с другими приемами подготовки семян к посеву и включается в общую технологию сельскохозяйственного производства.

Обработка семян яровой пшеницы перед посевом электрическим полем коронного разряда повышает урожай зерна и дает высокий экономический эффект.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние электрического поля постоянного тока на некоторые фпзиолого-бпохимпчсские процессы :: урока:: ярозой пженицы. - Уфа, 1973. - 23 с.

2. Действие электрического поля коренного разряда на морфо-физиологические особенности и продуктивность яровой паенпцы. -Уфа, 1552. - 230 с.

3. О светолазерной активации семя.-: в Бащкпрской АССР // Всесоюзная конференция "Проблемы фотоэнергетики растений и позыие-кпя урожайности": Тез.докл. - Львов, 15с4. - С. 123-127.

4. Предпосевная обработка семян в электрическом поле - резерв повышения урожайности сельскохозяйственных культур // Труды ¿с:::. - 1973. - т. 17-. - с.2:3-216.

5. Влияние предпосевной обработки семян в электрическом поле постоянного тока на функционалы:;': активность хроматина клеточных ядер п:ероглков яровой пж^кицы // Зл-ктр;технология в сельском хозяйстве: "Труды ЧШоСа. - Челябинск, 1974. - Выл.75. - С.149-154

(в соавт.: Ахметов Р.?., Галеев H.A., Смирнова АЛ., Вахитов

B.А.).

6. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы в электрическом поле постоянного тока // Электронная обработка материалов. 1974. - С.71-77 (в соавт.: Ахметов P.P., Гилязетдинов Ш.Я., Гате-ев H.A.).

7. Изучение состояния и функциональной активности хроматина проростков яровой пшеницы при предпосевной ойработке семян в электрическом поле // Научная конференция молодых ученых; Ш-я: Материалы. - Уфа, 1972. - С.70-71 (в соазт.:Вахитов В.А., Гилязетдинов Ц. А.).

8. Эффективность предпосевной обработки семян электрическим полем // Информац.листок Баш.ЦНТИ JЬ 47-72. - Уфа, 1972. - 4 с. (в соавт.: Гатеев H.A.).

9. Влияние электрообработки семян пшеницы на выживаемость растений // Кнформ.листок Баш.ЦНТИ Je 45-72. - Уфа, 1972. - 4 с. (в соавт.: Еелтухов А.И.).

10. Электрическое поле в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур // Информ.листок Баш.ЦНТИ, Ii 46-72. - Уфа, 1972. -4ч. (в соавт.: Еелтухов А.И.).

11. Предпосевная электрообработка семян зерновых культур //' Кнформ.листок Баш.ЦНТИ if 107-86. - Уфа, 1986. - 4 с. (в соавт.: Еелтухов А.И., Твр A.A., Наумов Л.Г., Семенова K.P.).

12. К вопросу о влиянии предпосевной лазерной обработки семян на флористический состав, насыщенность и продуктивность агро-фитоценозов // Реактивность организма в корме и патологии. -Уфа, 1983. - С.141-142 (в соавт.: !Ja слова Н.В., Наумов Л.Г., Са-лимгареев Р.Г. и др.).

13. Влияние электрического поля на рост, развитие, урожай яровой пшеницы в условиях северо-восточной зоны Башкирии // Труды Башкирского ИИ. - Уфа, 1973. - T.I7. - С.216-217 (в соавт.: Наумов Л.Г.).

14. Предпосевная электрообработка семян. - Уфа, 1951. -112 с. (з соавт.: Наумов Л.Г.).

15. ПредпосеЕная электроооработка семян в Бащкнрип. - Уфа, 1987. - 72 с. (в соавт.: Наумов Л.Г., Еелтоухов А.И., Твр A.A.).

IG. Светлолазерная стимуляция физислсгических процессов и урожайности зерновых культур в Башкирии // Всесоюзная конференция по фотоэнергетике растений, G-я: Тез.докл. - Львов, I960. -

C.155-166.(в соавт.: Наумоз Л.Г., Курганов Р.Г., Рузматов Ш.И.).

17. Рекомендации по использованию прпе;.:а предпосевной обра ботки семян яровой пшеницы в электрическом поле коренного разряда в хозяйствах Башкирской ССР. - Уфа, IS9I. - 5 с. (в соавт.: Наумов Л.Г., Тар A.A., Еелтоухоз А.!.'.).

18. Методические указания по изучению влияния предпосевной обработки электрически:.! полем постоянного тока на посевные и урожайные качества семян и посадочного материала. - Уфа, 1979. -

16 с. (в соавт.: Наумов Л.Г., Тир A.A., Еелтоухов А.И., Кислицына ЮЛ.!.).

19. Влияние предпосевной электрообработки семян яровой пшеницы на суточные ритмы линейного роста в полеЕых условиях // Физиология ростовых процессов. - U., 1980. - C.IG6-III (в соавт.: Памсутдинов Р.Ф., Наумов Л.Г.).

20. Сравнительный анализ дифференциации популяций на ранни> стадиях развития растений разных типов стратегий // Антропогенные процессы в растительности. - Уфа, 1985* - С.175-182 (в соавт-: Усмакэв И.Ю., Фаттахутдиков З.Г., Амнров А.Ф., Семенова Л.А.).

21. Лероксидаза в ответных реакциях на экстремальное воздействие электрическим поле:,: коронного разряда // Принципы активизации адаптированных систем. - Уфа, 1992. - С.90-97 (в соавт.: Хасанова Л.А., Наумов Л.Г., Кптирякова Ф.К.).