Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Действие электрического поля промышленной частоты на изменение хозяйственно-ценных признаков и урожайность кукурузы

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "Действие электрического поля промышленной частоты на изменение хозяйственно-ценных признаков и урожайность кукурузы"

КАМЕНЕЦ-ПОДОЛЬСК И И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЩЕГЛОВ Алексей Юрьевич

УДК 631.531.173.3(088.8)

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЧАСТОТЫ НА ИЗМЕНЕНИЕ

ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ И УРОЖАЙНОСТЬ КУНУРУЗЫ

06.01.09 — растениеводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

КАМЕНЕЦ-ПОДОЛЬСКИЙ * 1992

Работа выполнена в Государственном Аграрном Университете Молдовы (Проблемная Научно-Исследовательокая Лаборатория сельскохозяйственной (радиобиологии) !в 1984—1990 гг.

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор О. В. Бляндур.

Официальные оплошен ты — доктор с.-х. наук, профессор Фирсов И. П.; кандидат с.-х. наук, доцент Эрмантраут Э. Р.

»Ведущее ¡предпрмятир — НПО «Г.рлмогия» г Бэлць.

/У

1 ' 14 а сов на заседании специализированного совета К-120.39.01

в Каменец-Подольском сельскохозяйственном институте, 251900 г. Каменец-Подольский Хмельницкой области, ул. Шевченко, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ¡института

Защита состоится «

1992 г. е

Автореферат разослан

I

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

ГСС1"Д; .'О¡} БпиЛИоТсХА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кукуруза — основная зерновая культура, поэтому повышение! ее продуктивности является важной частью решения общей зерновой проблемы.

Использование физических факторов в сельскохозяйственной практике может стать резервом потенциального увеличения урожайности сельскохозяйственных культур в общем) комплексе агрохимических мероприятий (В. И. Костин, 1991). Все более широкий масштаб в последнее время принимают работы по изучение влияния на семена сельскохозяйственных культур различных ичстей спектра электромагнитных излучений и внедрению резуль-"атов этих исследований в производство в качестве фа.кторов тродпосевного облучения (Л. Г. Пришеп, 1980; Е. С., Алексеева I др., 1985; И. Ф. Бородин и др., 1991; Е: В. Журенко и др., 1991; 3. А. Савельев, 1991; В. С. Хлебный, 1991; В. Г. Шахбазов и др., 991).

Этим определяется значимость разработки теоретических и фикладных основ изучения реакции организма на действие раз-шчных стимулирующих факторов. Активация основных физиоло-ическл.х процессов в-онтогенезе способна привести ¡к заметному говышениго их ■интенсивности, более полному проявлению особен-юстей организма и вследствие этого к увеличению его продук-нвносги (Ю. А. Старченко, 1991).

В связи с прово|ДИ!мы-м в последние десятилетия курсом на [нтенсификащпо и химизацию сельскохозяйственного производ-тва, возникла проблема техногенной нагрузки на окружающую реду. Особое значение в данном контексте приобретает вопрос оздания прогрессивных технологий и получения экологически мгстой продукции (А. А. Жученко, 1980, 1988; П. А. Кирпични-:ов, 1990; Н. 3. Мнлащенко, 1990). Этому и служит предпосевное юздействие на семена различными физическими факторами, в астности электрического поля промышленной частоты. В сравне-1ин с, широко известными (гам:ма-радиация, ФАВ, лазерное из-[учение, плазма, СВЧ, КВЧ, ВЧ), предлагаемый фактор облада-т рядом преимуществ: безопасен для человека и прост в прнме-ении, экологически безвреден, не тре'бует создания дорогоетоя-цей аппаратуры и разработки специальных технологий синтеза, :еэнергоемок.

I '1

Тем не менее, вопросы связанные с недостаточной изучены-стью действия электрического поля промышленной частоты i онтогенетическое развитие ¡растений, влиянием на .изменение при наков, отвечающих за урожайность, так же как ;и с отсутствие четко отработанных режимов электрооблучения зерновых культ] и легли .в основу наших исследований.

Цель и задачи исследований. Целью исследований явила разработка, оптимизация и внедрение нового способа предпосе ного воздействия на семена линий, сортов .и гибридов кукуруз с использованием электрического поля промышленной частоты.

.В настоящей диссертации представлены результаты июслед в амий, в задачу которых входило:

— изучить влияние электрооблучения на энергию прорастай и всхожесть семян кукурузы в зависимости от используемых н пряженностей и экспозиций;

— изучить влияние электрического поля промышленной ® стоты на этапы роста, развития растений и урожайность ку* рузы;

— изучить последействие электрооблучения на ряд основн хозяйственно-ценных признаков растений;

— ¡выявить специфическое действие и установить оптима: ные режимы электрооблучения семян кукурузы;

— разработать рекомендации по внедрению в произволе! электрического' поля промышленной частоты в качестве факто предпосевного .воздействия на семена кукурузы.

Научная новизна исследований. Впервые изучено стиму. рующее действие электрического поля промышленной часто на семена линий, сортов и гибридов кукурузы различного эко. гического происхождения, найдена взаимосвязь между конкр ным1и режимами электрооблучения и эффектом стимуляции > новных хозяйственно-ценных признаков растений. Определе оптимальные -параметры электрооблучения с целью повыше? энергии .прорастания, всхожести семян и урожайности растен Исследовано влияние электрического поля и,а 'рост и разви' растений в разные фазы онтогенеза, изменение фенотиличес* признаков растений т элементов .структуры початка и длину гетационного периода.

Практическая ценность работы. Производству рекомендо но ¡применение электрического! поля .промышленной частоты качестве фактора предпосевного воздействия на семена куку зы с целью повышения (продуктивности растений.

Реализация результатов исследований. Предпосевное эле ,роо|блучение семян кукурузы применяется в производствен}! условиях -в совхо'зе «Б.ратушанский» (Единецкий район Мол вы). Испытания способа проводятся на семенах различных се скохозяйственных культур в ряде районов Молдовы и Украин

Апробация работы. Материалы исследований представлю в отчетах НИР ПНИЛ с.-х. радиобиологии за 1984—1990 го

докладывались на заседаниях лаборатории и ученых советах агрономического факультета, ма первом (Всесоюзном совещании по применению физического и химического мутагенеза в ¡сельском хозяйстве (Кишинев, 1987), на Всесоюзной! 'конференции по СВЧ-излучениям в биологии и сельском хозяйстве (Кишинев, 1991). По материалам диссертации опубликовано 3 ¡научных работы, ¡изобретение способа предпосевной обработки! семян защищено авторским свидетельством.

Основные положения, выносимые на защиту:

— электрическое поле промышленной частоты — эффективный фактор ¡предпосевного воздействия на семена кукурузы;

— электрооблучение семян способствует увеличению энергии лрорасталия 'и всхожести сомян, улучшает хозяйственно-ценные признаки растений, сокращает сроки вегетации, способствует повышению урожайности кукурузы;

— наиболее биологически активным является электрооблуче-н.ие семян напряженностями 1,25 и (или) 2,5 кВ-ом-1 в течение 5 и 10 минут.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 168 страницах машданопислого текста и состоит из введения, пяти глав, выводов, ¡рекомендаций производству, библиографического списка и приложений. Работа содержит 55 таблиц, 10 рисунков. Библиографический описок включает 148 ¡наименований, в том ■ыгсле 12 ¡иностранных.

УСЛОВИЯ и МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Почвенно-климатические условия. Экспериментальные исследования проводились в период с 1984 по 1990 годы на опытном no.iq учхоза «Гтдипичский» Кишиневского СХИ, расположенном в центральной зоне Молдовы. Почвенный покров представлен типичным черноземом с содержанием гумуса в пахотном слое 4,7%, Р2О5 — 6,3 и К2О — 7,2 мг на 100 г ¡почвы. Насыщенность основаниями до 90%. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной: рН=7,0—7,3.

Климат Молдовы умеренно-континентальный с теплой зимой и продолжительньтм лето'М. Среднегодовое количество осадков, по многолетним данным метеостанции Кишинева, составляет 432 мм, ГТК=0,8—1,1, сумма эффективных температур 3100°С. Погодные условия в годы проведения исследований были благоприятными для роста п развития кукурузы. Каких-либо значительных отклонений от среднемноголетних данных зарегистрировано не было. Применялась общепринятая в республике агротехника возделывания кукурузы.

Материал исследований. Действие электрического поля промышленной частоты изучалось на районированном в республике гибриде Пионер-3978 и его родительских формах линиях Л-346 и Л-502, а также линиях Л-396, УЧ-26 и сорте Кр-880.

Характеристика источника электрического поля. В качеств! источника попользовали специально разработанную опытно-экс периментальную установку, состоящую из электронного модулз и оргстеклянного бокса с горизонтально расположенными пла стинами. Диапазон модулируемых напряжений: 220...10000 В, по л оса частот 50...1000 Гц. Установка может быть использована ка1 для проведения научно-исследовательских работ, так и для про изводственных целей.

Методика электрооблучения и учета. В наших исследования: использовались напряженности 1,25; 2,5; 3,75; 5,0 кВ-см-1. Дей ствие каждой напряженности изучалось при экспозициях: 5, 1С 15, 30, 60 минут и 2, 3, 4, 6, 8 и 10 часов.

Электрооблучению подвергали воздушно-сухие семена, кото рые равномерно располагались на нижнем электроде.

В лабораторных условиях определяли энергию ¡прорастания ; всхожесть (ГОСТ 12038-84).

Обработанные семена высевались на' опытном поле непооред ственно после облучения. Контролем служили необлученные се мена. Опытная делянка; площадью 10 м2, повторяоеть четырех кратная, густота стояния растений 60 тыс./га.

В полевых условиях проводили фенологические наблюдени за ростом и развитием растений по 'фазам: всходы, ¡выметывай« метелки, цветение метелки и початка, созревание |(по| черном пятнышку) и определяли длину вегетационного периода.

В фазу созревания проводили измерения на 10 растениях каждой делянки по признакам: высота растения и прикреплени початка, величина метелки, количество веточек, узлов и листьи В период уборки проводили измерения элементов структуры пс чатка: длина, количество рядов зерен, зерен в ряду и всех зере на початке.

Урожайность учитывали путем поделяночной уборки початко и их взвешиванием. Для определения влажности и выхода зерн брали пробы початков. Урожай зерна после обмолота приводил к влажности 14%.

Вариационная статистика. Математическую обработку резул1 татов исследований проводили методом оценки существениост разности выборочных средних (Б. А. Доспехов, 1985) с испол! зованием ЭВМ ЕО-1022.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние предпосевного электрооблучения семян кукурузы на первичные процессы метаболизма

Энергия прорастания. Опыты проводились на семенах всех и' следуемых нами генотипов и выявили сходные результаты. Н примере гибрида П-3978 видно, что напряженность 1,25 кВ-ом'

Значительно повышала энергию прорастания в 'первые сутки эксперимента-' до 31,2% (10 мин) в сравнении с 14,7% в контроле. Достоверное превышение контроля вызывали только короткие (5, 10, 15 минут) и средние (30, 60 и 120 минут) экспозиции (рис. 1).

%

чао

?о бО 70 (О 50 •40 5020 ло

В

< л г 5* л 7 б Улеи

1,25 чВ-см-1

I 4 V 5 6 7 8 9лоЛ\ ¿А /

2,5 кВ-см-1

Рис. 1. .Динамика энергии 'прорастания электрооблу-ченны.х семян гибрида Пионер-3978: А — 1-е сутки; В — 2-е сугки; С — 3-й сутки;

1 — 5 мил; 2 — 10 мин; 3 — 15 ми«; 4 — 30 мин;

5 — 60 мин; 6 — 2 часа; 7 — 3 часа; 8 — 4 часа;

9 — 6 часов; 10 — 8 часов; 11 — 10 часов.

Характерной особенностью вторых суток опыта служил факт юлного достоверного превышения энергии прорастания опытных емян по отношению к контрольным. Если в контроле энергия [рорастания составила 76,4%, то при коротких экспозициях она .остигла уровня 98,3—98,6%, средних 92,7—96,2%' и длительных ■8,6—95,4%.

На третьи сутки максимум прорастания семян в контрольных ариантах составил 84,4%, у электройблучвнных варьировал на ровне 95,4—99,0%. Максимальную энергию прорастания вызыва-и экспозиции 5, 10 и 15 минут.

Напряженность 2,5 кВ-с.м~' вызывала достоверное превыше-ие контрольного уровня энергии прорастания семян ч^рез сутки осле облучения при экспозициях от 5 минут до 3 часов. Эксло-иции 4—10 часов эффекта не вызывали. На вторые сутки экспе-имента энергия прорастания облученных семян при всех экспо-ициях превысила контрольные значения, варьируя на уровне 7,7—98,2%. В конце опыта максимальное развитие получили емена, испытавшие облучение напряженностью 2,5 кВ-см-1 в ечение 5 минут (99,1%), 10 минут (99,0%), 15 минут (98,2%).

Следовательно, активность экспозиций во многом определяется напряженностью. Так, если при | напряженностях 1,25 и 2,5 кВ-см-1, в завершающей стадии эксперимента, все изучаемые экспозиции вызывали достоверное увеличение энергии прорастания семян, то с увеличением напряженности до 3,75 и 5,0 кВ-см-1 биологическую активность сохраняют только короткие экспозиции. Электрооблучение семян с экспозициями 5, 10 и 15 минут вызывает более эффективное! начало прорастания семян в первые же сутки после облучения.

Всхожесть. Изучение лабораторной всхожести семян дает возможность выявить наиболее биологически активные режимы электрооблучения. 'Результаты исследований показали, что электрическое поле способно вызывать ярко выраженный и стабильный стимуляционный эффект всхожести семян кукурузы. Стабильность заключается в проявлении у разных генотипов одинакового эффекта от одних и тех же пара,метров элоктрооблучения — «а-пряженностей 1,25 и 2,5 кВ-см-1 и экспозиций 5, 10 минут (табл. 1). Напряженности 3,75 -и 5,0 «В-см-1 приводили ,к снижению сгимуляционного эффекта. Увеличение! длительности воздействия свыше 10 и 15 минут при любых напряженностях приводило к исчезновению эффекта ~ элект1расгимуляцип. При всех изучаемых (Вариантах опыта, никакого достоверного ингибирова-ния всхожести не отмечалось. При отсутствии стимуляциопного эффекта всхожесть варьировала на уровне контроля.

Полевая всхожесть. На примере линии Л-346 видно, что стимуляция всхожести семян с высокой степенью достоверности прослеживается в самом начале появления всходов и остается ярко выраженной в течение всей фазы. Данное обстоятельство является подтверждением результатов лабораторных исследований о том, что электрическое поле промышленной частоты при определенных режима,х стимулирует энергию прорастания и всхожесть семян кукурузы. А также и то, что эффект не только присутствует, но и обладает стабильностью в полевых условиях (табл. 2). Анализ показателей всхожести семян указывает, что электростимуляция особенно эффективно проявляется в -самом начале появления всходов, когда разница всхожести на опытных и контрольных вариантах наиболее ощутима. Стабильный стимуляционный эффект проявляется у всех) генотипов кукурузы при экспозициях 5 и 10 минут. Однако установлено, что генотипы с различным сроком вегетационного периода ¡по-разному реагируют па электрооблучение. У среднеспелых форм (Л-346, Л-502, П-3978) максимальные показатели всхожести отмечались от напряженности 1,25 кВ-см-1, у среднераннеспелых (Л-396, УЧ-26 и Кр-880) от 2,5 кВ-см-1. В опытных вариантах, где! стимуляц-ионного эффекта не наблюдалось, всхожесть семян находилась на уровне контроля.

л и у; и и, а

Лабораторная всхожесть электрооблученных семян различных генотипов кукурузы , %

1 а 03 И5 ы Генотип Контроль Экспозиции (мин)

5 10 15 | 30 6-0

1,25 Л-346 79',0±2,3 96,3±4,8*** 94,3±4,7*** 89,4±5,3* 76,1 ±12,6 71,4±0.0

Л-502 76,4±4,1 94,8±4,1*** 91,5+3,4"* 90,3+3,3* 85,7±7,1 83,3±6,4

П-3978 78,4±3,2 92,4±2,1*** 90,4 ±3,2*** 89,6±4,2*** 83,3±6,3 78,6±4,1

Л-396 76,2±3,4 88,3±6,2** 91,6+3,2*** 90,4+4,1*** 85,7±8,3 86,4± 10,7

УЧ-26 71.2±4,2 85,7±0,0*** 89,4+4,2*** 87,3±4,6*** 78,4±7,2 73,8± 10,4

Кр-880 ■ 76.4±4,3 89,6+2,7*** 90,4+3,6*** 88,6±4,2*** 85,7±3,8* 82,4±6,3

2,5 Л-346 79,0± 2,3 94,б±4,2*** 92,7+6,2*** 90,4±4,1*** 85,7±8,3 76,2±2,4

Л-502 76,4±4,1 92,4±2,1*** 90,4±3,2** 89,3±7,2* 85,7±8,1 72.4+7,5

П-3978 78,4±3,2 92,4±2.1*** 88,1+3,2*** 85,7±6,4* 76,2±2,4 76,2±4,8

Л-396 76,2±3,,4 92,6±4,2*** 89,6+3,7*** 83,6±8,5 84,7±8,3 82,4±6,2'

УЧ-26 71.2±4,2 90,4±4,6*** 87,4+8,3*** 88,1+6,3*** 78,4±6,2 77,3±9,1

Кр-880 76,4±4,3 92,4±2,1*** 80,9+7,4 88,6±3,3** 78,6±7,2 76,4+3.6.

10_05,

-л

Таблица 2

Динамика полевой всхожести электрооблученных семян линии J1-346

Всхожесть (день от посева), %

Вариант опыта 11-й ИЗ-й 15-й

Контроль 1,25 кВ-см-1,

2,5 кВ-см-',

3,75 кВ-см"1,

5,0 кВ-см-1,

5 мин 10 мин 15 mm 30 мин 60 мин 5 мин 10 мин 15 ми,н 30 мин 60 мин 5 мин Ю мин 15 мин 30 мин 60 мин 5 мин 10, мин 15 мин 30 мин 60 мин

j or>; "'*toob

25,4±2,4

43,7±4,6***

42,5±6,4***

39,3±2,5**

35.3±6,4

21,4+4,1

40,4±4,3***

42,5±6,4***

40,5±6,3***

32,4±4,7

28,6+4,1

40,5±6,3***

42,5+6,4***

37,5±6,3

35,3+6,4

28,6±4,1

40,3±2,4***

39,3±6,3*

26,2±2,4

17,8+7,6

23,8±2,4

***W

55,2±3,6

78,€±4,1***

69,7±4,3**

68,3+7,2*

67,4± 10,2

47,6±4,8

70,2±4,1***

73,8±2,4***

71,4±4,1**

57,2+6,3

47,6±6,3

69,7±9,4**

68,3+3,1*

69,7±7,4**

57,1+4,1

54,7±2,4

68,3±7,2*

65,2±3,6

52,4± 10,4

52,4+2,4

48,8±4,1

70,2±4,3

87,3±4,6**

86,1+4,1**

83,6 ±6,2*

74,3±8,2

76,4±7,3

83,6±2,4***

85,7±2,4***

78,6±4,1

73,8±2,4

74,6+2,4

83,3±2,4*

83,3±2,4*

80,1 ±6,3

74,6±2,4

76,3±6,2

80,3+6,4

78,6±7,4

71.4±6,2

78,3±4,1

71 6±8,2

В наших исследованиях было изучено также влияние электрического, поля ¡промышленной частоты на полевую всхожеси семян исследуемых генотипов не только в год проведения предпосевного электрооблучения, по и в ряду последующих поколений. Установлено, что электростимуляционный эффект всхожест]: семян прослеживается исключительно в год проведения облучения семян кукурузы.

Таким образом, для получения стабильного электростимуля-шюнного эффекта полевой всхожести семян кукурузы целесооб разно использовать напряженности 1,25 и 2,'5 кВ-'см-1 c. экспо зициями 5 и 10 минут.

Влияние электрического поля промышленной частоты на рост и развитие кукурузы Этапы роста и развития. Результаты исследований, получен ные при проведении .фенологических наблюдений, свидетельствуют, что электрическое поле промышленной частоты способно эф фективно влиять на сроки развития растений в онтогенезе. Эф' фективность этого влияния заключается в достоверности изме нения сроков отдельных фенофаз (как в сторону сокращения так и удлинения) и в стабильности действия одних и тех же режимов электрооблучения, вызывавших эти изменения в разные годы исследований (рис. 2).

Рис. 2. Последействие1 электрооблучения на фазы роста н развития растений (Кр-880; X 86. 88, 90 г.): а — всходы — выметывание султана; Ь — цветение султана — цветение початка; с—цветение початка— созревание; с1 — длина вегетационного периода (ДВП); □ — на уровне контроля.

Электрооблучение достоверно сокращает длину вегетационного периода растений. Это сокращение может иметь место за счет более быстрого, чем в контроле, развития растений от фазы всходов до фазы выметывания метелки, как это отмечалось у линий Л-346, Л-396 и гибрида Пионер-3978. Однако, как показывают результаты исследований, это чаще происходит из-за сокращения сроков созревания растений. Длина вегетационного периода, таким образом, у разных генотипов может быть сокращена от трех до восьми дней. Наиболее эффективными в этом плане для большинства изученных генотипов следует считать напряженность 1,25 кВ-см-1 при времени облучения 5 и 10 минут. Для линии Л-502 оптимальной является напряженность 2,5 кВ-'см-11 в течение 5 минут. Высокие напряженности и длительные экспозиции практически не вызывали достоверного изменения сроков вегетации растений. Если же подобные изменения и имели место, то

они не превосходили по эффективности уже полученные при более энергосберегающих режимах электрооблучения.

Изменение признаков фенотипа растений. Достоверное улучшение количественных признаков растений регистрировалось в наших опытах при элекгрооблучении с теми же параметрами, которые вызывали ярко выраженный ютимуляционный эффект всхожести семян кукурузы. Поскольку высота растений является одним из основных пара!метров определения эффекта стимуляции, влияние электрического поля па этот признак ¡можно проследить на пр.шмере линии Л-502 (табл. 3).

Напряженность 2,5 кВ-см-1 и экспозиция 10 минут вызывали в разные годы исследований у линий Л-502 и Л-346 увеличение высоты растений на 16,0—19,0 см, высоты прикрепления початка на 16,0—19,2 см от контроля. Увеличивалась также облиствен-ноеть >и пыльцеобразавательпая способность растений. У линии УЧ-26 и сорта Кр-880 самые высокие показатели фенотипических признаков отмечались от наиряжснностей 1,25 и 2,5 кВ-см-1 при пятиминутном облучении. Так, у линии УЧ-26 в опытном варианте 1,25 'кВ-см-1; 5 '.минут, количество веточек на метелке стабильно превышало контроль па 1,9—2,9 штук и в среднем за три года составило 7,5±0,4 в сравнении с 5,0±0,4 на контроле. Количество листьев на растениях этого генотипа увеличивалось на 0,8—1,8.

Таблица 3

Изменение высоты растений у линии Л-502 в годы предпосевного электрооблучения

Высота растения (см)

Вариант опыта 1984 1987 1990 Среднее

Контроль 145.2±2,1 149,3±6,1 151,3±4,2 148,6±4,1

1,25 кВ-см 5 мин 160,8±4,6*** 456,1 + 5,1** 162;0±3,3* 162,8±4,3

10 мин 158,1+3,2** 165,8+6,2** 160,5±4,4* 161,5±4,6

15 мин 156,1 ±2,4* 155,5+8,3 153,2±7,4 154,9±6.0

30 мин 1148,9±1,7 153,3+4,8 148,4+5,1 150,2±3,9

60 мин 145,2±3.1 143,'3+2,4 151,4±2,3 146,8±2,6

2,5 кВ-см- ', 5 'М им 160,4 + 2,6*** 164,3+7,1* 161,2+9,4* 162,1±6,4

10 мин 151,4 + 8,2*** 168,3+5,9*** 167,3±2,7*** 165,7±5,6

15 мин 160,6+6,4*** 156,4±7,3 163,3+5,2* 160,3±6,3

30 мин 148,8+3,6 142,6+4,6 145,1 ±5,8 145,5±4.7

60 мкн 147.3+7,6 149,8+9,8 153,2±7,6 150/1+8,3

3,75 кВ-см 5 мин 153,2+2,1 154,3+8,2 161,1±5,7* 156,2±5,3

10 мин 158,2+5,4** 149,5+7,2 И54,6±6,6 154,1±6,4

15 мин 150,7+4,9 150,0+8,6 154,2±9,5 151,6±7,7

30 мин 151.4+6,5 152,0+5,5 158,0±10,3 153,8+7,4

60 мин 146,2+7,0- 145,0±4,3 152,0±3,2 147,7+4,8

5,0 дВ-см- 5 М'ИН 145,6±6,6 164,2±5,1* 163,0±8,7* 158,3±6,8

10 мин 152,3±3,6 155,2+4,1 154,3±5,7 453,9+4,5

15 мин 149,1+4,9 153,4±6,2 152,1 ±8,3 151,5+6,5

30 мин 150,0± 7,4 147,7+5,2 150,0±7,4 !49,2±6,7

60 мин 151,4±6,3 150,0±6,6 |157,3±6,2 152,9±6.4

*( ***Ц<>01.

Растения с улучшенными фенотипическимл! признаками отличались от остальных более мощным развитием, темно-зеленой окраской листьев. На этих растениях не было обнаружено случаев заболеваемости пыльной и пузырчатой головней, распространенных в Молдове.

Эффект стимуляции количественных признаков можно считать универсальным, так как он прослеживается на разных генотипах, в разные годы, от одних и тех же параметров элсктрооблучения.

Улучшение количественных признаков растений явилось, по-видимому, следствием эффекта электростимуляции всхожести семян и проявлялось только в год его проведения.' Изложенные факты свидетельствуют о положительном влиянии электрополя на фенотипическпе признаки, что ведет к повышению продуктивности растений.

Изменение элементов структуры початка. Улучшение количественных характеристик элементов структуры початка ведет к увеличению урожайности и повышению хозяйственной ценности генотипа. Максимальное увеличение элементов структуры початка отмечается у большинства, генотипов в результате использования нэп ряжен нести 1,25 кВ-ом-1 в течение 5 и 10 минут. В от-

Таблица 4

Изменение длины початка у линии Л-502 в годы предпосевпого электрооблучения

Длина по чатка (см)

Вариант опыта 1984 1987 19Э'0 Среднее

Контроль 1,25 кВ-'см"

2,5 кВ-см-1,

3,75 кВ-см"

5,0 кВ-см"1,

5 млн 10 мин 15 мин 30 мин 60 1мин 5 мин Ю мин 15 'мин 30 мин 60 мин 5 мин 10 мин 15 мин 30 мин 60 мин 5 мин 10 мин 15 мин 30 мин 60 мин

13.4+0,3 16,3±0,4* 16,4+0,5** 16,7+0,4***

14.0 + 0,3 13,7± 0,4 16,8+0,3*** 17,5+1,4*** '15,1 + 0,3* 13,6 + 0,2 13,9+0,6 16,1+0,4*

14.1 ±0,7 14,6±0,7 14,1 ±0,8 14,7+0,5 13,7±0,4 14,3 + 0,3 12,9±0,6 13,9±0,3 13.4±0,3

13,9+0,2

15,1 ±0,5*

15,8+0,2**

15,84=0,6**

13,7±0,3

13,1±0,3

15,5±0,2*

15,7±0,2**

13,5+0,3

13,6 + 0,4

14,4+0,8

15,3±0,3*

'13,6±0,5

14,2±0,6

14,2±0,5

14,2±0,6

13,1 ±0,5

15,8±0,5**

14,0+0,6

13,9±0,5

13,9±0,2

13,6±0,5

17,8±0,7***

18,0±'0,3***

15,6±0,3*

13,2±0,4

14,0±0,4

16,3±0,5*

15,6±0,3*

15,2±0',3*

13,3+0.9

13,8±0,6

13,6±1,1

13,4±0,5

14,-2±0,8

14,0±0,3

14,2,±0,4

14,2±0,8

'14,5±0,5

13,6±0,5

13,5±0,4

13,9±0,4

13,6+0,3 16,4+0.5 16,7+0,3 16 0±0,4 13,6±0,3 10,3+0 4 16,2 + 0,3 16 3+0 6 14,6+0,3 13,5±0,5 14.0+0.7 15,0±0,6 13,7±0,0 14,3±0,7 14,1 ±0,5 14,4±0,5 13,7±0,6 14 8±0,4 13,5±0,6 13,8±0,4 13,8±0,3

П

0 05,

дельные годы исследований электрооблучение стимулировало увеличение длины початка у линии Л-502 с 13,6 юм в контроле до 18,0 см в опыте (табл. 4), у Л-346 превышало контроль на 4,2 см, у сорта Кр-880 на 5,6 ом.

В среднем за три года исследований электрическое поле промышленной частоты у разных генотипов кукурузы достоверно увеличивало длину понатка ца 2,9—3,4 см от контроля, количество рядов зерен на 2,8—2,9 штук, зерен в ряду возрастало на 5,0— 7,3 штук и число всех зерен на початке на 130—160' штук.

Предпосевное облучение семян различных генотипов кукурузы при изучаемых характеристиках поля, не вызывает угнетения растений. В тех вариантах опыта, где улучшение элементов структуры початка не наблюдалось, показатели оставались на уровне контроля. Необходимо отметить, что початки с улучшенными элементами структуры отличались хорошей выполненностью, озерненностью, они не были подвержены заболеваемости фуза-риозом.

Обращает на себя внимание стабильность проявления стиму-ляционного эффекта, вызывающего улучшение количественных признаков растений в разные годы исследований^ от одних и тех же параметров электрооблучения.

Урожайность растений. Завершающей частью наших исследований было определение влияния электрического поля промышленной частоты на урожайность опытных растений кукурузы.

Увеличение урожайности растений кукурузы отмечалось лишь в тех вариантах опыта, где па более ранних этапах онтогенеза наблюдалась стимуляция в'дхожссти, ускоренное развитие растений в различных фенофазах, улучшение основных хозяйствен-но-цешшх признаков. Поэтому' увеличение урожайности опытных растений можно считать прямым и наиболее значимым следствием проявления стимуляционного эффекта от действия электрического поля промышленной частоты. В таблице 5 представлены результаты по влиянию электрического поля на урожайность всех исследуемых генотипов с наиболее биологически активными параметрами — напряжениостями 1,25 и 2,5 кВ-см-1 и экспозициями 5 и 10 минут. Электрооблучение с этими параметрами, которые следует считать оптимальными, в среднем за годы исследований способствовало увеличению урожайности зерна кукурузы в опытных вариантах] у липши Л-346 на 5,4—7,0 ц/га; у линии Л-502 -;а 6,5—7,8 ц/|га; у гибрида Пионер-3978 на 7,4—8,5 ц/га; у линии Л-396 на 3,7—5,7 ц/га; у линии УЧ-26 на 5,6—7,8 ц/га и у сорта Кр-880 на 6,7—8,4 ц/га. При увеличении длительности электрооблучения до 15 минут отмечаемый эффект утрачивает стабильность, а при более длительных экспозициях исчезает. Нельзя также считать стабильным увеличение урожайности растений, отмечаемое при напряженностях 3,75 и 5,0 кВ-см-1, так как достоверный эффект от этих напряженностей прослеживался

только в отдельные годы исследований и достигнутые показатели не были самыми высокими в опыте.

Таблица 5

Влияние оптимальных режимов электрооблученип на урожайность различных генотипов кукурузы

Урожайность зерна, ц/га

Вариант опыта 1-й год 2-й год 3-й год Среднее

Л-346 27,2 29,3 30,0 28,8

1,25 кВ-см"', 5 мин 33,7** 35,4** 38 4*** 35,8

10 мин 34,2** 33,3 й 35,9** 34,5

2,5 кВ-см-1, 5 мин 32,7* 34,2* 36,7** 34,5

Г0 мин 34,2** 33,8* 34,7* 34,2

Л-502 24,8 28.3 26,1 26.4

1,25 кВ-см-1, 5 мин 32,5*** 31,3** 35 8*** 34,2

10 мин 32,5*** 34,3** 31,8** 32,9

2,5 кВ-см-', 5 мин 31,3** 34,3** 34,6** 33,4

10 мин 30,2** 35,3** 33,6* 33,0

П-3978 54.6 58.2 56,2 56.3

1,25 кВ-см"1, 5 мин 59,3* 66,4*** 65,2*** 63,6

10 мин 64,7*** 67,2*** 60,3 64,1

2,5 кВ-см-1, 5 мин 63,4** 67,2*** 63,8** 64,8

10 мин 62,2* 65,4** 65,2*** 64,3

КР-880 35.3 39,6 36,9 37,3

1,25 кВ-см-', о мин 45,4* 46,3*** 45,3** 45,7

10 мин 41,4* 47,4 43,9* 44,2

2,5 кВ-см-', 5 мин 40,3* 46,3* 45,3** 44,0

10 ми>ч 45,4*** 16,0* 43,0* 44 8

'О 05, 'о.оь 10,0'Н-

Электрическое поле промышленной частоты не вызывало у опытных растений снижение урожайности зерна ниже контрольных значений.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА ПРЕДПОСЕВНОГО ЭЛЕКТРООБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН

Расчеты экономической эффективности выполнены в соответ-стви с методикой, утвержденной МСХ СССР от 26.02.1989 г. Расчеты проводились для самых эффективных вариантов электрооблучения семян — напряженностей 1,25 и 2,5 кВ-юм-1 с экспозициями 5 и 10 минут.

Расчеты опытных вариантов, на примере гибрида Пионер-3978 показывают, что согласно полученной урожайности дополнительный доход составил 174,8—203,9 руб./га.

Производственные испытания способу предпосевного электрооблучения семян проводились в совхозе Братушанский Единец-кого р-на республики Молдова на площади 12 га. Семена гибрида П-3978 облучались электрическим полем промышленной ча-

стоты с напряженностью 2,5 кВ-см-1 в течение пяти минут. Прибавка урожая зер'на составила 3,5 ц/га. После расчета основных экономических показателей, чистый доход с одного га опытного посева составил 946 руб./га против 868 руб./га без облучения. Следовательно, экономический эффект предпосевного электрооблучения семян кукурузы в производственных условиях составил 78 рублей на 1 га. (При расчете экономических показателей использованы цены 1990 года).

ВЫВОДЫ

На основе собственных экспериментальных данных получены следующие закономерности и выводы.

1. Разработан новый способ предпосевного воздействия на семена кукурузы электрическим полем промышленной частоты. Изучен характер воздействия электрического поля на рост, развитие и урожайность различных линий, сортов и гибридов кукурузы: Л-346, Л-502, Л-396, УЧ-26, Кр-880, Пионер-3978.

Определены оптимальные параметры электрооблучения. Получено положительное решение на выдачу авторского свидетельства М. Кл. 5АО 1С1 /00 № 4855720/15 (083444) от 21.05.91 г.

2. Оптимальными параметрами предпосевного электрооблучения; семян кукурузы следует считать напряженности 1,25 и 2,5 кВ-см-1 с экспозициями 5 н 10 минут. Вызванный этими режимами элактросгимуляционныи эффект является универсальным, так как достоверно улучшал хозяйственно-ценные признаю: растений, независимо от генотипа и проявлял стабильность в разные годы исследований.

3. Электрическое поле промышленной частоты не вызывала какого-либо заметного угнетения опытных растений даже в тех вариантах опыта, где электростимулянионный эффект! отсутствовал.

4. Способ предпосевного электрооблучения семян кукурузь: следует применять непосредственно перед посевом. Электрости-муляционный эффект проявляется только в год проведения предпосевного воздействия. У потомства растснпй, выросших из электроактивированных ¡семян, какого-либо стимулирования или угнетения онтогенетического развития не наблюдалось.

5. Электрооблучение семян кукурузы с оптимальными параметрами поля увеличивает энергию прорастания! до уровня 98— 99,0%, что способствует повышению полевой всхожести у раз ных геко1ипов от 13 до 23%.

6. Электрическое поле способно эффективно влиять; на срокт развития растений в онтогенезе —- сокращать длину вегетацион •ного периода. Это сокращение составляет в среднем 3—4 сути

н может иметь место за счет более быстрого, чем в контроле развития растений от массовых всходов до выметывания метелки. Однако, это чаще происходит из-за сокращения сроков созревания растений.

7. Предпосевное воздействие на семена кукурузы с активными параметрами электрического поля вызывало достоверное улучшение ряда фенотипических признаков растений (высота растения и прикрепления початка, величина метелки, количество веточек на метелке, узлов и листьев па растении) и элементов структуры початка (длина, количество рядов зерен и зерен в ряду, всех зерен на початке).

8. Опытные! варианты с напряжениостями электрического поля п-ромышлепной частоты 1,25 и 2,5 кВ-ом-1 и экспозиция,ми 5 и 10 минут обеспечивали V разных генотипов кукурузы прибавку урожая зерна в пределах 2,6—9,7 ц/га по отношению к контролю, а в производственных испытаниях — 3/5 ц/га при урожайности ,в контроле 49,0 ц/га.

9. Экономическая эффективность метода предпосевного элек-трооблучепия I семян колебалась в нашем опыте от 155,5 до 225,0 руб./га в зависимости от варианта опыта и используемого генотипа. В производственных испытаниях экономический эффект составил 78 руб./га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. С целью увеличения энергии прорастания' и всхожести семян кукурузы, улучшения основных хозяйственно-ценных признаков, сокращения сроков созревания и увеличения продуктивности, а также в качестве экологически чистой технологии, рекомендуется предпосевное облучение семян в электрическом поле промышленной частоты с напряжениостями 1,25 и 2,5 кВ-с.м_1 "и экспозициями 5 и 10 м.инут.

2. Для широкого внедрения способа предпосевного электрооблучения семян кукурузы необходима:

— популяризация метода, как одного из рентабельных и эффективных способов повышения урожайности растений;

— разработка и создание мобильных и стационарных промышленных установок электрического поля.

3. Предпосевное электровоздеГгствие на семена может быть использовано при индустриальной технологии выращивания кукурузы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. ¡Последействие электрооблучения на первичные процессы метаболизма растений кукурузы // Применение СВЧ-излучений в биологии и сельшом хозяйстве. Тезисы ¡всесоюзной конференции. Кишинев, 1991. С. 107—108 (в соавторстве JI. В. Жушко).

2. Последействие электрооблучения на всхожесть семян кукурузы // Сельскохозяйственная радиобиология. Межвузовский сборник научных трудов КСХИ. Кишинев, 1991.

3. Способ предпосевной обработки семян. Положительное решение! на заявку М. Кл. 5А01С1/00 № 4855720/15 (083444) от 21.05.91 (в соавторстве О. В. Бляндур).

Сдано в набор' 4.11-1992 г.

Формат Оумаги G0X84'/i6-Заказ 1719.

Подписано к печати 18.11-1992 г.

Печатных листов 1 . Тираж 100.

Тип. ГАУМ, Кишинев, ул. Сфатул Цэрий, 8