Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ПЛОДОВ ТОМАТА В УСЛОВИЯХ АЛМА-АТИНСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ПЛОДОВ ТОМАТА В УСЛОВИЯХ АЛМА-АТИНСКОЙ ОБЛАСТИ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

ОЬ - На правах рукописи

ПЕТРОВ Евгений Петрович

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ СЕМЯН ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ И КАЧЕСТВА ПЛОДОВ ТОМАТА В УСЛОВИЯХ АЛМА-АТИНСКОЙ ОБЛАСТИ

(Специальность 06.01.05 — овощеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1980

.. /

Работа въщблиена. в Иаучно-нсследовательскбм институт овощного хозяйства.

Научные .руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. Ф. Велик, кандидат -биологических наук Г. И. Кособокой.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор М. В. Алексеева и кандидат сельскохозяйственных наук Е. Н. Андреева.

Ведущее предприятие — Украинский научно-нсследова-тельский институт овощеводства -и бахчеводства.

Защита состоится • • * ■ ■ г*

В ^ /Г» часов на ' заседании Специализированного совета

K-J20.35.02 в Московской сельскохозяйственной:: академии им. К. А. Тимирязева. '

Адрес: 127550, Москва И-550, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет, ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Ученый секретарь Специализированного -- - ■■ -■ доцент

. 1980 г.

А. А. Дручек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. «Основными направлениями развития народногохозяйсгва СССР на 1976—¡1980 гг.> предусмотрено «обеспечить производство томатов, огурцов, чеснока и зеленных 'культур в количествах, удовлетворяющих потребность в них, продолжить организацию специализированных хозяйств и тепличных комбинатов».

Значительное внимание- снабжению населения ' овощами было уделенона-пюльском (1978 г.) Пленуме ЦК КПСС. Томат — одна из основных и наиболее распространенных овощных культур, возделываемых в нашей стране, занимающая <по тлощадивторое место после капусты, ana юге — первое. Такая (популярность культуры объясняется высокой биохимической полноценностью 'плодов. Для полного обеспечения томатами населения страны необходимо в ближайшие годы существенно повысить урожайность -культуры при незначительном увеличении площадей.

В комплексе агротехнических мероприятий, направленных на получение максимальной урожайности, важное место занимает разработка «способов повышения посевных и урожайных качеств семян путем предпосевного облучения семян светом оптического квантового генератора (лазера).

Цель и задачи исследования. Выявить и обосновать наиболее эффективные режимы облучения семян томата МКС и УФ-лазерным светом, обеспечивающие улучшение посевных качеств семян, .повышение скороспелости, урожайности растений и качества их "продукции.

В план работы было включено изучение следующих вопросов:

1. Выбор наиболее эффективного режима предпосевного облучения семян томата монохроматическим красным светом (МКС) гелий-неонового лазера (Х=6328 А°), ультрафиолетовым (УФ) светом азотного лазера (/1—3371 А").

2. Изучение влияния облучения семян томата МКС гелий-неонового лазера и УФ-t вето м азотного лазера на некоторые фнзиолого-биохимические свойства семян, на рост, •развитие и урожайность растений томата.

IIJWI» ÍIÍJ 0Í3 J I 1

Нем, Л»ВШ «UliJ. I шд. кв. Н. А. Т*мираа..4 !

)1

3. Проверка в производственных условиях в совхозах «^Пригородный» и им. ХХШ партсъезда эффективности наиболее (перспективных режимов облучения семян.

Объект исследования — три сорта томата, районированных в Алма-Атинской области: раннеспелый сорт Ранний 83, среднеранкин сорт Колхозный 34 и позднеспелый сорт Советский 679.

Научная новизна результатов исследований. Впервые в условиях открытого грунта в Алма-Атинской области изучены режимы облучения семян томата МКС и УФ лазерный светом. Установлены оптимальные дозы облучения, приводящие к значительному улучшению посевных качеств семян, повышению урожайности с одновременным улучшением качества продукции. Показана стимуляция облучением МКС и УФ лазерным светом ферментативной активности, накопления сухого вещества растениями, выросшими из облученных семян.

Практическая ценность работы. В результате исследований установлены и рекомендованы .производству оптимальные экспозиции облучения семян томата: ОКГ-12 — 5 мин., ЛГИ-21 —3 мин, обеспечивающие -повышение раннего урожая (до 20.VII) на 22,2—27,9% и общего урожая за вегетацию на 9,8—i 1,5%.

При затратах на облучение семян 'В рассадной культуре 3,8—4,3 руб. чистый доход от реализации дополнительной продукции составил 1376—'1807 руб/ra. Доход в производственном испытании при рассадной культуре .получен 910— 1370 руб/га, а в (посевной, при затратах на облучение 14,3 руб.,— 102—476 руб/га.

Апробация. Результаты исследования доложены на научно-производственной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов (Алма-Ата, 1977), пятой Всесоюзной ■конференции по фотоэнергетике растений (Алма-Ата, 1978), девятой конференции молодых ученых НИМ овощного хозяйства (Москва, 1979), объединенном заседании кафедры «Овощеводство» и отраслевой научно-исследова-тельокой лаборатории биостимуляшш растений при Казахском сельскохозяйственном институте (Алма-Ата, 1980), производственном совещании отдела «Агротехники и ■физиологии овощных и бахчевых культур» и заседании Ученого совета НИИ овощного хозяйства (Москва, 1980). Диссертационная 'работа обсуждена и одобрена кафедрой овощеводства Тимирязевской сельскохозяйственной академии.

Публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы изложены в 4 статьях, опубликованных в научных сборниках и центральном журнале.

Внедрение. Разработанные рекомендации это режимам об-2 . ""V Т" " (

лучения семян применены в '.производственных условиях в совхозах «Пригородный» и им.'XXIII ■партсъезда Алма-Атинской области на ллощади 136 та. С увеличением поставки лазерных установок плошадь внедрения шредпслагается значительно увеличить.

Объем и содержание работы. Диссертация изложена на 132 -страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы, 7 трафиков и 8 фотографий. Описок использованной литературы включает 224 названия, в том числе 40 иностранных авторов. Работа содержит обзор литературы по теме диссертации, экспериментальные данные, выводы и предложения производству. Приложения содержат 29 таблиц и справки о внедрении. ^

Условия и методика проведения исследований. Исследования по изучаемой теме проводили в течение 1976—1979 гг. В Научно-исследовательском институте овощного хозяйства и в Казахском сельскохозяйственном институте. Полевые опыты проведены в совхозе «Пригородный* Алма-Атинской области, лабораторные исследования—в лаборатории физиологии и биохимии растений НИИ овощного хозяйства и в лаборатории овощеводства КазСХИ, Производственные испытания проводили в совхозе «Пригородный» и им. XXIII партсъезда Касксленского района Алма-Атинской области.

Почвы опытных участков темно-каштановые, по механическому составу — грубый тяжелый суглинок, В основном почва имеет лессовидный характер и пылевато-комтоватую структуру. В «пахотном горизонте содержание гумуса 3,1 — 3,8%. Количество легкогидролизуемого азота 80 мг/кг, фосфора — 26—35 мг/кг, калия — 600 мг/кг. Почвенный поглощающий комплекс насыщен катионами кальция и магния, емкость -поглощения достигает 15—18 м-г/экв на 100 г почвы. Почва обладает благоприятными физическими и водно-физическими свойствами: объемный вес 1—1,3; удельный вес 2,43—2,75; общая порозность 50—59%, предельно-полевая влагоемкость (ППВ) колеблется в пределах 20,3— 22,4%, что в переводе на общие запасы влаги для верхнего метрового слоя составляет 2102—2318 м3 на гектар.

Климат области резко континентальный. Безморозный период составляет 180 дней с колебаниями в отдельные годы 175—190 дней. Наступление первых заморозков, по многолетним данным, приходится на 16 октября, в отдельные годы — в третьей декаде октября. Сумма осадков за вегетационный период—270 мм, относительная влажность воздуха 40—65%. Погодные условия в годы проведения опытов были близкими к средним многолетним показателям.

Для выявления стимулирующего эффекта облучения изучали лабораторную и тюлевую всхожесть, дыхание семян и

ферментативную активиостьв них, проводили фенологические наблюдения, определяли мощность развития растений, продуктивность и интенсивность фотосинтеза в различные периоды роста и «развития растений, веля учет семенной продуктивности, поступления урожая и определяли его качество. Биохимические и физиологические исследования проводили по методикам, изложенным в работах А. И. Ермакова и др. «Методы биохимического исследования растений» (1972), С. С. Баславской и О, М. Трубецковой «Практикум по физиологии растений» (Ш64), В, Ф. Велика и др. «Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве» (1970).

Повторность в исследованиях по определению посевных качеств семян и в биометркчоокнх исследованиях.— 4-крат-иая, -физиолого-биохимические исследования -проводили в 3-кратной то втор ноет н. В 'полевых опытах -площадь учетной делянки 25 мг, схема шосадки (70+50) ХЗО см, повторность 4-кратная. Полученные данные обработаны методом дисперсионного анализа (Б. А. Доспехов, 1973). Экономическую эффективность рассчитывали шутем учета фактических затрат труда и средств и стоимости урожая то вариантам опытов, пользуясь утвержденными нормами и расценками по оплате труда, «принятыми в хозяйствах республики.

Характеристика, устройство гелий-неонового лазера »-методика облучения семян. Питание устройства осуществляется от какого-либо источника энергии, а выход энергии происходит в виде электромагнитного излучения. Частота этого излучения строго постоянна, к тому же оно когерентно и обладает высокой 'степенью монохроматичности и поляризации.

Основным активным элементом лазера является разрядная трубка, п которой находятся катод и анод. Трубка наполнена смесью гелия и неона. Парциальное давление гелия составляет около 1 мм ртутного столба, анеона — 0,1 мм ртутного столба. Под действием высокого напряжения в трубке возникает светящийся разряд. Веществом, генерирующим излучение, является неон. Однако возбужденные атомы гелия, сталкиваясь с атомами пеона, сообщают последним энергию, необходимую для перевода их, в свою очередь, в возбужденное состояние. Таким образом, в трубке создается как бы активная среда, состоящая из атомов неона, обладающих инвертированной заселенностью энергетических уровней электронов. Спонтанное излучение отдельных атомов неона приводит к распространению в активной среде фотонов, соответствующих электронным переходам в атомах неона с уровней 3 5 на уровень 2р. В газовом гелий-неоновом лазере используется один из электронных переходов 3 Эз—2р4. В дальнейшем про-4

исходит индуцирование когерентного излучения других возбужденных атомов неона.

Выходная мощность луча лазера ОКГ-12 составляет 23— 30 мвт, длина волны 6328 А°. Расстояние от выходного отверстия до облучаемого объекта 30—35 см. Семена располагают в плоскости ■фокального 'пятна диаметром 10—12 см, получаемого 'при расфокусировке выходящего из лазера когерентного луча. Плотность энергии при этом составляет 0,35 мвт/см2.

Азотный (ультрафиолетовый) лазер ЛГИ-21 имеет следующие отличия от гелий-неонового лазера: газоразрядная трубка наполнена спектрально чистым азотом с небольшой добавкой аргона. Генерация когерентного излучения в ультрафиолетовой области -спектра обусловлена квантовыми переходами СЧ1н(о)—В^Пд(О) молекулы М2 (полоса с кван-' том 3371 А° второй положительной системы полос азота). В спектре генерации выражена вращательная структура рабочих переходов—полоса шириной около I А° содержит 20—40 вращательных линий.

Возбуждение верхнего рабочего уровня происходит в результате соударений молекул Кг, находящихся в основном состоянии с электронами газоразрядной плазмы, возникающей при приложении к электродам газоразрядной трубки питающего напряжения.

Время жизни -верхнего уровня =40 не— малое по сравнению с временем жизни нижнего рабочего уровня («5 мке), определяет возможность генерации только в импульсном режиме и требует очень высокой скорости нарастания тока газоразрядной трубки.

Выходная мощность луча лазера ЛГИ-21 составляет 3— 4 мвт, длина волны 3371 А", длительность импульса 8—10 нг. Плотность энергии расфокусированного когерентного луча при облучении семян составляет 0.03'мвт/см2. Для измгр?иия оптической плотности падающего на облучаемые семена монохроматического когерентного света применяется фотоэлектрический 'прибор (дозиметр) конструкции НИИ «Исток», изготовленный на основе фотодиода ФД-7К. Дозиметр дает показания в мвт/сма.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

-Влияние предпосевного облучения <МКС гелий-неонового лазера на посевные качества семян и урожайность томата

В лабораторном опыте испытывали следующие экспозиции облучения семян томата сорта Колхозный 34, Ранний 83. Советский 679 красным светом гелий-неонового лазера; 1, 3, 5, 10, 15, 30 и 60 мин. Установлено, что положительное влия-

нне на "повышение энергии .прорастания и всхожести ссмян томата оказывают все испытанные экспозиции облучения до 15 мин. Наиболее эффективным оказалось 5-мин облучение. Энергия прорастания в варианте с 5-мин экспозицией облучения у шроростков томата сорта Колхозный 34 была на 6%, а длина корней на 36,5% больше, чем у контрольных проростков; толевая всхожесть повысилась на 12%. Аналогичные даные получены шо 'проросткам сорта Ранний 83 и Советский 679. Для полевых опытов взяты экспозиции 3, 5, 10 и 15 мин. Контролем служили необлученные семена. Для мелкоделя-ночн-ого опыта взят сорт Колхозный 34, а для производственного испытания— Ранний 83, Колхозный 34 и Советский 679. В полевых опытах изучали влияние различной продолжительности 'предпосевного облучения МКС лазера на рост и урожайность томата в рассадной и безрассадной культу ре.

Биометрические исследования, проведенные (в мелкоделя-ночном опыте по 'фазам роста и развития, выявили различия между опытными растениями в зависимости от экспозиции облучения. Облучение ссмян МКС лазера благоприятно сказалось на формировании листовой поверхности. В (период массового плодообразоваиия за годы исследований плошадь листьев растений из семян, облученных в течение 3 мин на 3^1 %, а 5 мин— 10,7% превышала илошадь листьев контрольных растений. В вариантах с облучением семян при 10-и 15-мин экспозиции плошадь листовой поверхности растений была на уровне контрольных растений. Высота закладки первой цветочной кисти в варианте с экспозицией облучения 5 мин на ярус ниже, чем в контроле. У этих же растений была и более высокая чистая продуктивность работы фотосин-тетичоокого аппарата, а- также индекс листовой поверхности.

Учет урожая 'показал, что под влиянием облучения ссмян продуктивность растений повышается. Наибольшая прибавка урожая получена в варианте с 5-мин экспозицией облучения: ранний урожай {до 20.\Ч1) был на 27,9%, а обший — на 9,8% выше, чем в контроле (табл. 1).

Производственный опыт по облучению семян МКС лазера в рассадной культуре проведен в совхозе «Пригородный» с сортом Колхозный 34 н 1977 г. на' площади 5 га, н 1978 г, — о га, с сортом Ранний 83 в 1978 г. на площади 12 га, в совхозе им. ХХШ партсъезда в 1978 г. на площади 6 га; в посевной— в 1977 г. в совхозе «Пригородный» с сортом Колхозный 34 {8 га) и Ранний 83 (12 га), в совхозе им. ХХШ партсъезда с сортом Колхозный 34 в 1977 г. (10 га) и в 1978 г. (15 га), Ранний 83 в 1977 г. (17 га), в 1978 г. (II га), Советский 679 в 1977 г. (15 га) н в 1978 г. (18 га). Экспозиция облучения 5 мин. Контролем служили необлученные семена, В совхозе «Пригородный» ранний урожай (до 20.УП) опытное

.Таблица 1 • Влияние облучения семян МКС лазера на урожайность томата сорта Колхозный 34 в рассадной культуре

Продолжительность облучения, мин Урожайность

до 20.VII за вегетацию

ц.'га % ц/гэ %

1976 г.

Контроль 228 100 1137 100

5 281 123,2 1222 107,4

10 245 107,5 1165 102,4

15 238 1(Н,3 1165 ■ 102,4

НСР„,И 10,5 39,5

S*. % 1,4 U

1977- -1978 гг.

Контроль 209 100 1071 100

3 234 111,9 1113 103.9

5 272 130,1 1191 Uli

10 229 1061.5 1112 103.8

HCPc ss, 1977 г. 15,0 31,8

1978 г. 19.2 49,7

S*. %, 1977 г. 2.0 1,0

1978 г. 2,6 1,3

1976- -1978 гг.

Контроль 215 100 1093 100

5 .275 127.9 1201 109.8

10 108,8 ИЗО 103,3

го варианта по сорту Колхозный 34 в рассадной культуре за годы исследований превысил урожай в контроле на 27,5— 30%, а за вегетацию — на 14,9—'17.%; .по сорту Ранний 83 ранний урожай был выше, чем в контроле, на 23,5%, а за вегетацию— на 14%, В посевной-культуре ранний урожай (до 20.УШ) опытного варианта .по сорту Колхозный 34 превысил урожай в контроле на 30,3%, а за вегетацию — на 16%; по сорту Ранний 83 — на 26,1% и на 14,8 соответственно.

В совхозе им. XXIII партсъезда ранний урожай опытного варианта сорта Колхозный 34 в рассадной культуре.превысил урожай в контроле на 30%, а за вегетацию — на 13,2%. В посевной культуре ранний урожай опытного варианта сорта Колхозный 34 превысил урожай в контроле на 26,8— 27,6%, а за вегетацию — на 13,5—15%; ранний урожай сорта Ранний 83 превысил урожай в контроле на 25,9—30,5%, а за вегетацию — на 16—17,4%; по сорту Советский 679 превышение раннего урожая достигло 24—25%, а за вегетацию—15,1— 15,6% в сравнении с контролем.

¡Влияние предпосевного облучения УФ светом азотного лазера на посевные качества семян и урожайность томата

В лабораторном опыте испытывали следующие экспозиции облучения семян томата сорта Колхозный 34 УФ-светом азотного лазера: I, 2, 3, 4 и 5 мин. Установлено, что все испытанные экспозиции облучения оказывают положительное влияние на -повышение энергии 'Прорастания и всхожесть семян томата. Наиболее эффективной оказалась экспозиция облучения 3 мин—энергия (Прорастания облученных семян была на 6%, а длина корней на 46,7% больше, чем у проростков из необлученных <ссмян; полевая всхожесть повысилась на 14%. Для полевого опыта взяты экспозиции 2, 3 и 4 мин. Контролем служили необлученные семена. В полевом опыте изучали влияние различной продолжительности предпосевного облучения семян УФ-свстом азотного лазера на рост и урожайность томата в рассадной культуре.

Биометрические исследования, проведенные по фазам роста.и развития, выявили различия в развитии опытных растений в зависимости от экспозиции облучения—площадь листьев растений из семян, облученных в течение 3 мин, в фазу массозого .плодообразования на 7.%- превышала ллощадь листьев контрольных растений, а ллощадь листьев растений из семян, облученных в течение 2-х н 4-х мин, была па уровне контрольных растений, У растений варианта 3 мин облучения была и более высокая чистая продуктивность работы фотосинтетического аппарата, а также индекс листовой поверхности.

Таблица 2

-Влияние облучения : семян УФ лазерным светом на урожайность томата сорта Колхозный 34 « рассадной культуре (1977—1979 гг.)

Продолжительность облучения, m;i н

Урожайность

до 20.VU за вегетацию .

tt/ra л) ц/га' с «

Контроль 193 100 . ,950 j00

2 202 104.0 . 993 103,8

'3 230 122,2 10CG 111.5

4 200 100,7 ' 982 ' 102,7

HC1W 1Э77 Г. 10,0 '31,8

1978 г, 18Л 76,3

1979 г. 12,9 60,1 4

Su. %. 1977 г. M . 1.0

1978 г. 2,С 2.0

1979 г. 2,4 2,1

Наибольшая прибавка урожая получена в варианте с 3-мин экспозицией облучения: ранний урожай был на 22,2%, а общий—на 11,5%- выше, чем в контроле (та-бл. 2).

Производственный опыт по облучению ссмян светом азотного лазера в рассадной культуре лроведен в совхозе «Пригородный» в 1978 г. с сортом Колхозный 34 на площади 2 га. Экспозиция облучения 3 мин. Контролем служили необлу-ченные семена. Ранний урожай (до 20.VII) опытного варианта превысил урожай в контроле на 23,9%, а за вегетацию— на 15,6%.

Некоторые физиолого-биохимнческие свойства облученных семян и выросших из них растений

Одной из важных особенностей действия оптических излучений на семена является активизация ферментативной деятельности. Уровень активности некоторых гидролитических ферментов (липазы) семян при прорастании может быть мерой скорости роста растений (Э. Е. Хавкин, 1969), Высокий уровень липазной зктивности означает увеличение интенсивности гидролиза запасных лигшдов семян, а следовательно, и интенсивности их энергоснабжения. Установлено, что в прорастающих семенах, отличающихся повышенной жизнеспособностью, деятельность фермента липазы находится на более высоком уровне, чем у семян с пониженной жизнедеятельностью (В. Ф. Велик с сотрудниками, 1964, 1966, 1967).

Анализ облученных семян показал, что активность липазы в варианте с 5-мин облучением МКС на 20,9%, а 3-мин облучением УФ-светом азотного лазера на 24,1 % выше, чем у необлученных семян (табл. 3, 4).

В троцессе дыхания происходит окислительный распад сложных органических соединений с выделением энергии, которая, аккумулируясь в макроэргических связях (АТФ и АДФ), используется затем для осуществления физиологических процессов. Интенсивность дыхания может служить одним из показателей активности прорастания и роста корешков и трор'остков. Облучение семян МКС лазера (экспозиция 5 мин) повысило интенсивность дыхания на 15,3%, УФ-све-том азотного лазера (3 мин) — на 13,2% (табл. 3, 4).

Аскорбиновая кислота, обладая сильно выраженными восстановительными свойствами, принимает активное участие в окислительно-восстановительных реакциях, происходящих в организме. Содержание аскорбиновой кислоты является до некоторой степени показателем жизнеспособности растений, активности окислительно-восстановительных реакций, происходящих в них. В листьях растений томата, выросших из семян, облученных МКС лазера (5 мин), содержание, аскорби-

'X 9

новой кислоты возросло на 19,04 мг%, а УФ-светом азотного лазера (3 мин) —на 19,05 мг% по сравнению с контрольными растениями.

В процессе дыхания в качестве побочного продукта окисления веществ образуется перекись водорода, оказывающая в высоких концентрациях токсическое действие на цитоплазму. Обезвреживание перекиси ■происходит при участии фермента катал азы, разлагающей ее на воду и молекулярный кислород. Следовательно, :по содержанию каталазы в растении можно судить об интенсивности дыхания как степени интенсивности -биоэнергетических лроцессов. В листьях растений томата, выросших из семян, облученных МКС лазера (5 мин), активность каталазы превышала ее активность в листьях контрольных растений на 10,1%, а при облучении УФ-светом азотного лазера (3 мин)—на 6,9% (табл. 3, 4).

Активизация фотосинтетической деятельности является одним из условий повышения урожайности, вследствие более интенсивного поглощения растением солнечной энергии. В листьях растений томата, выросших из семян, облученных МКС лазера (5 мин), сумма хлорофилла (а + Ь) возросла на

Таблица 3

Влияние облучения семян лазерный МКС на. активность липазы и интенсивность дыхания, прорастающих семян, содержание каталазы, аскорбиновой кислоты и хлорофилла в листьях растений томата сорта Колхозный 34 перед началом плодоношения

■ ЧУ? ° 5 % о 3 - £ Семена Листья

' к — О « = 3 * 1-й С ьг г? ™ г» г: о ч » о 2 л ей *- ь- 2 л я 5 ' 5.« Э « "" « = •-2 £ 1 ™ 1-и = 3 п Й я >-( к а „ Г ° 5= 3 ? м ; аз « ь- г* « к- О оа л о Й г п х * * * « ^ и ц 7 мг хлорофилла на 1 г сухого вещества

а Ь а+Ь а1 Ь

1976 г.

Кон- *

троль 100.8 123.20 7,74 3,(1 10.85 2,49

5 111,2 140.80 8.81 3.42 12.23 2,58

10 110,4 129.30 6.67 2,72 9,38 2,45

15 107,4 134,64 7,99 2,-88 10,87 2,77

1977—1978 гг.

Кон-

троль 2.9 3.77 101.3 123.88 7,07 2,87 10,54 2.67

3 3,2 4.09 107.3 134.08 7,79 3,28 11,07 2.37

б 3,5 4,35 111.6 14^92 8,87 3.29 12,10 2,69

10 3,3 4,27 шг 133,42 7.47 2,72 10,19 2.74

15 3.2 4.0С

I !! 0

Таблица 4

г Влияние облучения семян УФ-лазерным светом на активность липазы и интенсивность дыхания прорастающих семян, содержанке ката л азы, аскорбиновой кислоты н хлорофилла в листьях растений томата сорта'Колхозный 34 перед'началом плодоношения (1977—197Э гг.)

§еа •й-гЗ « —: о з; Семена Листья

—.. £ го 1 Я я ^ ■ ^ я-4, «СО 6 ' ли о 2 Я Я Я 2 Ы = и О а и ™ я К ^ I и Лв 0 « со 1 я Г а г " У = ч ь. й а я щ <4 А к Я1 £ Я с» Ю (- О-О § «- а ь- сч 5? мг хлорофилла на 1 г сухого вещества

а Ь а+Ь а : Ь

Контроль 2 3 4 2.9 3.2 3,6 3.3 3.77 4.09 4.27 4.18 101,3 100.-1 108,3 10&8 134.07 142.93 135,40 7,05 7,22 7,93 7,35 2.81 3.07 3.42 2,82 9.86 1а29 11.35 1117 2,50 2,35 ^31 2.60

14,4%, а при облучении УФ-свеюм азотного лазера {3 мин) — на 15,1% по сравнению с контрольными растениями (табл. 3. 4).

Влияние лазерного облучений семян на качество плодов томата

Облучение МКС лазера (5 мин) повысило содержание в плодах томата сухого вещества на 1,86%, Сахаров—на 0,67%,

Таблица 5

Влияние облучения семян МКС гелий-неонового лазера на биохимические качества плодов томата сорта Колхозный 34

Продолжительность облучения,

мин

Сулое вещество,

%

на сирое вещество)

моносахара

днеа-хара

сучча

Аскорбиновая КНС-10ГЗ,

мг%

Общая

КИСЛОТНОСТЬ по яблочной кислоте, %

1976 г.

Контроль 5,55 1,80 1,02 3.42 53.00 0.545

5 7.73 2.02 1,99 4,01 61,68 0.690

10 7.22 2,08 1.77 3.85 ьа 08 0.652

15 7,15 1.Р8 1.33 3,21 54.50 £(,638

И 77—1978 т.

Контроль 5,85 1,02 1.81 3,73 51,00 0.555

3 7,14 2,07 2.18 4,25 55,71 0,038

5 7.79 2,13 2 32 4,45 61.£9 0,692

10 7,Э0 2,09 2,24 4.33 57,70 0,640

П

аскорбиновой кислоты—на 10,И мг%, общую кислотность—на 0,14% '(табл. 5). При этом повысился выход семян на 9,8%. , Облучение семян УФ-светом азотного лазера (3 мин)* повысило содержание в .плодах томата сухого вещества на 1,50%, Сахаров—на 0,81%, аскорбиновой кислоты — на 9,26 мг%, общую кислотность— на 0,10% (табл. 6), Выход семян повысился на 14,2%, а средний вес товарного плода — на 15,2%. Примерно такие же результаты получены при 4-мин облучении семян.

Таблица &

Влияние облучения семян УФ-светом азотного лазера на биохимические качества плодов томма сорта Колхозный 34 (1977—1979 гг.)

Продолжительность облучения Сухое вещество, % Содержание Сахаров (в % на сырое вещество) Аскорбиновая кислота, мг% Обшая кислотность по яблочной кислоте» %

момо-сахара днеа-хэра | сумма

Контроль 5.68 1,89 1,70 3.59 50,05 И537

2 6.92 1.95 2.01 3.90 55.23 0.620

3 7.38 2,11 2.30 4,41 59.31 0.654

4 0,92 2.02 2,17 4,19 57,58 0,633

Экономическая эффективность применения лазерных излучений для обработки семян томата

Данными наших опытов показано положительное влияние облучения семян МКС лазера (5 мин) на повышение урожайности и доходности культуры томата. При средней прибавке урожая за вегетацию при рассадной культуре 9,8% чистый доход составил 1807 руб/га (табл. 7).

Вш^оивзодственном опыте по облучению семян МКС лазера (5 мин) в рассадной культуре в совхозе «Пригородный» но сорту Колхозный 34, доход за вегетацию от облучения составил 1292—1370 руб/га; по сорту Ранний 83 чистый доход составил 1215 руб/га. В посевной культуре чистый доход от облучения по сорту Колхозный 31 составил 476 руб/га; по сорту Ранний 83 — 445 руб/га,

В совхозе им. ХХШ партсьезда при рассадной культуре по сорту Колхозный 34 доход составил 1189 руб/га; в посевной культуре — но сорту Колхозный 34—186—233 руб/га, по сорт^' Ранний 83 — 102—251 руб/га, это сорту Советский 679— 201—223 руб/га. Величина чистого дохода в основном определяется увеличением поступления раннего урожая, сдаваемого по более высоким закупочным ценам.

Изучение метода предпосевного облучения семян УФ-све-

■Таблица 1

Экономическая эффективность предпосевного 'облучения семян МКС л»ера при выращивании томата сорта Колхозный 34 рассадным способом

=

ш*

X Г- • ^

ь— ^ о =

* £ О С 5

1®

8

* » 3 2

я О * О 3 о*о

и в &

Долол-интсль-

11 и о затрати (руб/га)

3« со * 3 И £ н 5 ^ Й

о о ^ о к

о л

V 1-1 ,

3

•1976 г.

Кон-

троль 1137 —_ _ — — .2.90 ■ 362,8

5 1222 85 .2009 139 1870 2,86 394.6

10 1165 23 «Й 53 809 378.2

15 1105 28 020 57 503 2.90 370,2

1977—1978 гг.

Кон-

троль 1071 —, _ — 2,98 353.7

3 1113 42 603 . 63 540 2.95 303.6

5 1191 120 ' 1994 219 1775 2.94 . 374.2

10 1112 41 655 73 582 2,97 303,9

1978—1978 гг.

Кон-

троль 1093 — — _ — . 2,93 300.1

5 1201 103 1939 192 1в07 2.91 381,0

10 ИЗО 37 724 00 058 -2.94 368.7

том азотного лазера (3 мин) также показало высокую его эффективность за счет повышения урожайности н увеличения доходности культуры томата. При средней прибавке урожая за вегетацию при рассадной культуре 11,5% чистый доход составил 1376 руб/га (табл. 8).

Таблица 8

Экономическая эффективность предпосевного облучения семян лазерным светом.при выращивании томата сорта Колхозный 34 рассадным способом (1977—1979 гг.)

Продолжительность облучения, ХИН № X. и ЕС -® а « О V К л я — Стоимость прибавки урожая, руб/га Дополнительные затраты, р) б/га Дополнительный частый Доход, руб/га ■ - и А О и о и £ Рентабельность, %

Конт-

роль 950 — — — 3,04 £97,2

2 933 37 340 5А 232 3,01 299Л

3 • 1000 110 1547 171 1370 2.94 315,4

4 982 20 321 45 270 3.02 299,7

В производственном оттыте по облучению семян томата сорта Колхозный 34 УФ-светом азотного лазера (3 мин) в рассадной культуре в совхозе «Пригородный» чистый доход за вегетацию от облучения составил 910 руб/га.

< Выводы

1. Предпосевное облучение семян лазерным светом является фактором, действующим на обмен веществ как в семени,-так л развивающемся из него растении. В результате облучения увеличивается энергия прорастания, лабораторная и полевая всхожесть семян и, что очень важно, усиливается рост корней проростков. В результате опытов установлена стимуляция ферментативной деятельности и интенсивности дыхания трорастающих семян. Оптимальные дозы облучения вызывают хозяйственно полезный эффект, проявляющийся в усилении скороспелости и повышении урожайности растений.

2. Стимуляция метаболизма прорастающих семян, вызванная облучением лазерным светом, оказывает благоприятное влияние на ход 'фпзиолого^биохимических процессов растений в онтогенезе. Облучение лазерным светом ускоряет рост и развитие растений, оказывает последействие на формирование фотосинтетического аппарата и продуктивность его работы, (дружность созревания плодов и увеличение урожайности растений,

3. Оптимальной экспозицией облучения семян томата монохроматическим красным светом гелий-неонового лазера является 5 мин, а ультрафиолетовым светом азотного лазера —13 мин.

4. Облучение семян лазерным светом в оптимальных экспозициях повышает «биохимическую полноценность плодов томата: количество Сахаров увеличивается на 0,72—0,82%, аскорбиновой кислоты — на 9,26—10,82 мг.%, общей кислотности— на 0,09—0,14%, сухого вещества — на 1,50—1,94% по сравнению с плодами из нсоблученных ссмян.

Повышение содержания в плодах растений томата из семян, облученных лазерным светом, сухого вещества позволит хозяйствам сдавать на переработку (продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа.

5. Предпосевное облучение семян лазерным светом повышает выход семян на 9,8—14,2%'.

6. Урожай томата лри облучении семян лазерным светом в оптимальных дозах увеличивается на 9,8—11,5%, а в ранних сборах {до 20.VI!)—на 22,2—27,9%. В производственном испытании урожай томата в рассадной культуре увеличивается на 13,2—17%,а в ранних сборах — на 23,5—30%; в по-

севной культуре увеличение урожая составляет 13,5—17,4%, а в ранних сборах — 24—30,5%.

7. Как в рассадной, так и в посевной культуре томата лрием предпосевного облучения семян красным и ультрафиолетовым лазерным светом является высокоэффективным. Затраты на облучение гектарной нормы семян при рассадной культуре лазерным евгтом составляют 3,8—4,3 руб., а прибавки урожая, полученные в наших опытах, составили 108— 110 ц/ra. Чистый доход от реализации дополнительной продукции составил 1376—1807 руб/га. Доход в производственном испытании при рассадной -культуре получен 910— 1370 руб/га, а в посевной, при затратах на облучение гектарной нормы семян 14,3 руб.,— 102—47G руб/га.

8. С целью широкого внедрения метода тред посевного облучения семян лазерным светом в овощеводстве необходимо создание высокопроизводителЕшых установок, позволяющих за короткое время обеспечить хозяйства облученными семенами.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В целях повышения продуктивности растений томата рекомендуется проводить предпосевное облучение сухих семян в непрерывном режиме красным -светом гелий-нсонозого лазера в течение 5 мин или ультрафиолетовым светом азотного лазера в течение 3 мин.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Петров Е. П. Светостнмуляшгя семян томата. — Картофель и овощи, Кв 9, 1978.

2. Петров Е. П. Лазерная стимуляция егмян томата на юге Казахстана, — Научные труды Казахского сельскохозяйственного института, т. XXI, в. 2, Алма-Ата, 1978.

J 3. (Петров Е. П. Оптические излучения как фактор повышения урожайности томата на юге Казахстана.— Проблемы 'фотоэнергетики растений (Об. научных статей, в. 5). Алма-Ата, 1978.

■ 4. Кособокое Г, П., Петров Е. П. Лазерная обработка семян -при выращивании томата в открытом грунте. — Проблемы фотоэнергетики растений (Сб. научных статей, в. 5). Алма-Ата. 1978.

Объем 1 п. л.

Заказ 2473.

Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44