Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Продуктивность полевых культур при действии физических факторов
ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство
Автореферат диссертации по теме "Продуктивность полевых культур при действии физических факторов"
ЛШНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЛШСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЬШ РГЙ О Л УНИВЕРСИТЕТ им. В. П. ГОРЯЧКИНА__
1 3 1!!0Н 1995
На правах рукописи
М. Ф. ТРИФОНОВА кандидат биологических наук, профессор
ПРОДУКТИВНОСТЬ ПОЛЕВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ДЕЙСТВИИ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
Специальность 06.01.09 — растениеводство
Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук в виде научного доклада
КРАСНОДАР — 1995
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Я. В. Губанов;
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации К. Н. К е р е ф о в;
доктор сельскохозяйственных наук,, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации Н. М. С о л я и и к
Ведущая организация: Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко
Защита состоится « » . 1995 г.
в ^ ч. на заседании диссертационного совета Д 120.23.02 в Кубанском государственном аграрном университете, аудитория 209 ГУК.
Адрес: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13.
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрною университета. * ,
Диссертация в виде научного доклада разослана « 1995 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных
наук, доцент Л. Е. ЕФРЕЛШВ
I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
I.I. Актуальность проблемы
Ключевой проблемой сельскохозяйственного производства является всемерное повышение урожайности сельскохозяйственных культур на основе использования современных технологий возделывания. Одним из эффективных способов выполнения намеченной цели является повышение качества посевного материала с помощью воздействия на семена (физическими факторами., .Для чего в практике сельского хозяйства используют разнообразные приемы предпосевной обработки семян - тепловой обогрев, воздействие токами высокой частоты и др., однако до настоящего времени нет четко подобранных режимов для отдельно взятой
культуры, кроме- этого остается невыясненным фиэиолого=био-/
химический механизм стимулирующего влияния физических факторов на семенной материал.
Живые организмы на протяжении тысячелетий формировались в условиях определенного геомагнитного поля, и вполне естественно, что они небезразличны к изменения* этого поля.
Корни растений' различных культур (пшеницы, ячменя, овса и др. определенным образом ориентируются и имеют неодинаковую ростовую реакцию относительно магнитных полюсов (Puma , 1952; Pittman, 1962, 1963, 1965, 1970; Травкин М.П., 1969; Новицкий Ю.И., 1971). С магнитным полем земли связано распределение корневых систем (Новицкий Ю.И., 1967; Новицкий Ю.И., Травкин ¿(.П., 1970; Новицкий Ю.И., 1971).
Растения реагируют на сильны» и слабые искусственные поля. Наблюдается стимуляция роста корней и стеблей в магнитном поле тпряаенностью 1200 Э ( Mericle etc. ai., 1964, 1966), постоянное магнитное поле 150-4000 Э стимулирует рост
проростков кукурузы, огурцов, арбузов, пшеницы (Шахбазов Г.О., 1967; Таланова И.М., Шахбазов Г.О., 1969).
Повшение напряженности магнитного поля до 5000-12000 3 задерживает рост корней, ускоряет старение тканей, тормозит клеточное деление, энергетический обмен, снижает синтез белка, изменяет интенсивность фотосинтеза ( Рип1ор, вЬтАси, 1964, 1965, 1966; Тараканова Г.А., 1968, 1969, 1971).
Слабые и сверхслабые магнитные поля также вызывают определенную реакцию у растений, которая зависит от вида растений, характеристики магнитного поля, а также от времени воздействия ( Р^ишш 1963;Лис1иа, игывь , 1964; Новицкий Ц.П., 1966; Шимкевич Л.Л., Шишо М.А., 1966; Чуваев П.П., 1967; '.Тараканова Г.А., 1968, 1971).
Прорастание семян - один из наиболее важных и слояных периодов, который оказывает влияние на прохождение исех последующих этапов развития организма. Прорастание семян характеризуется интенсивным обменом, запасные питательные вещества претерпевают значительные изменения, превращаются в шиненно необходимые для молодого организма соединения, которые обеспечивают рост зародыша, и прежде всего первичного корешка. При наличии благоприятных условий начинается интенсивный рост и развитие всех частей зародыша. В продуктивности растений немаловажную роль играют начальные этапы развития, обусловливающие подготовку и переход к генеративному периоду (Ростовцева 3.11., 1969).
Естественные .условия не всегда благоприятны для нормального развития организма, особенно в начальный период. В связи с этим в сельскохозяйственной практике необходим комплекс мероприятий, направленных на повышение продуктивности растений, и в первую очередь включающие те средства воздейст -
вия, которые могут активизировать прорастание семян и усиливать жизнедеятельность зародыш на тачальном этапе.
В последние годы исследования по влиянию физических факторов на сельскохозяйственные растения как у нас, так и за рубешм активизировались и проводятся в основном по следующим направлениям:
I. Изучение воздействия физических факторов на посевные качества семян (Кожевникова Н.В., 1975; Хуратов А.Х., Чер-ниану И., 1976; Кушнир П.И., Даншюк А.И., Швыдский П.Е. и др., 1978; Белозерских М.П., 1979; Мищенко Л.T., 1979; Синько Л.Т., Чемарин Н.Г., 1979; Вельский А.И., Чирнин Н.И., iyaü; Меремкулова Р.Н., 1980; Хасанова З.М., Наумов Л.Г., Курбанов Р.Г., 1980; Шульгина Л.М., 1980; Дворник A.C., J&JI; Носова Н.И., 1981; Савельев В.А., 1981; Бычкова З.Н., 1983; Юсупов Ü.3., Петров Е.П., 1983; Горбунова Т.А., 1984; Гарнизоненко Т.С., Юдук Ю.И., 1984; Ткачук В.Н., Боковой В.И., 1984; х£аменир З.А., 1985; Изаков <6.Я., 1989; Марков А.И., Савина O.a., 1992; Kavi P.S., ïeher в., ¡982; Kondo е.,
1983; Aoki Takashi, 1984; Nelson. S., Kopeo Barbara, 1985).
П. Влияние физических факторов на физиолого=биохимичес-ки& процессы в растительном организме (Сиротина Л.В., 1976; Калинников Д.Д., 1979; Бляндур О.В., 1У79, 1980, 1987; Петров Е.П., 1980; Стайков Георги, 1985; Антонов йегоди, 1986; Лисовский Г.М., Сидько а.Я., 1986; Христович К.Г., 1986; Кусакина М.Г., Елисеева Т.В., 1987; Громов A.A., 1989; Еремина Т.Н., Костин В'.И., 1989; Hayaahi Torn., jgs^; Zeund David «Г.Ы., 1982; Mill De S.К., Venae. S.N.,
1983; Khanna V.K., J984; Jnaba Kengo, 1984).
Ш. Действие физических факторов ja рост и развитие растений в процессе органогенеза (Савин В.Н., 1976; Сиротин A.A.,
Сиротина Л.В., 1978; ]фхин В.П., 198?; Тедорадзе С.Г., 1983;
Иншин В.М., 1983, I9B4; Каменская К.И., 1987; Бляндур и др.,
\
1987, Якобенчук В.Ф., 1989; Бондаренко Н.Ф., Лискер И.С., 1989; Кириленко С.К., Похвалить® А.П., 1991; Сергина М.Т., Павлова H.A., Алимова З.И., 1991).
1У. Воздействие физических (факторов на урожайность сельскохозяйственных культур (Окулова В.А., Миронова А.Н., 1977; Голдаев B.C., 1978; Велик В.Ф., 1979; Сычев П.А., 1979; Сод-маненко В.Г., Пелихов M.S., 1979; Чиков П.С., 1980; Басибе-ков B.C., 1982; Лебедев С.П., 1983; Магеровский В.В., 1983; Батыгин H.ä., Ушакова З.И., Нихонова Н.Д., 1983; Дмитриева З.А., 1987; Бляндур О.В. и др., 1987; Мязитов К.У., 1987;
Миндукшев В.Ф., Моисеева Т.М., Половиков А.И. и др., 1909;
i
Корниенко A.B., 1990; Омельчанко Ю.Т., 1991; Pittman v.l., 1987).
Однако опыты по влиянию действия с^зических факторов на сельскохозяйственные культуры в большинстве случаев носят фрагментарный, разрозненный характер и не отрада ¡от интегрированного воздействия их на растительный организм, поэтому мы попытались восполнить в своих исследованиях познания в данном направлении.
При выборе физических факторов и режимов воздействия на посевной материал мы исходили из имеющихся в литературе сведений по их влиянию на метаболизм семян и из современных технических возшжностей.
Тема является составной частью межвузовской научно=тех-нической программы "Создание для различных зон страны с использованием современных методов генетики, биотехнологии и физиологии сортов сельскохозяйственных культур, приспособлен-
кых к возделыванию по экологически чистым технологиям" (М., 1931).
1.2. Цель и задачи исследований
Цель исследований заключается в научном обосновании эффективных приемов и режимов предпосевного воздействия физических факторов на семена ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы, ^становлении их влияния на формирование урожая и качества продукции и разработке на этой основе практических рекомендаций по вьращиванию полевых культур.
В задачу исследований входило:
«
- изучить влияние физических факторов на посевные качества и метаболизм семян ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы;
- определить оптимальные дозы излучений для теоретического обоснования и практического использования новых приемов при возделывании полевых культур;
- установить действие физических факторов на физиологию растений и формирование уроаая;
- оценить воздействие предпосевного облучения семян на синтез растворимых Сахаров в процессе онтогенеза ;
- установить влияние физических факторов на особенности их действия в отношении сортов разных групп скороспелости;
- выявить особенности воздействия (физических факторов в оптимальных дозах на динамику нарастания ассимиляционной поверхности и сырой массы растений;
- изучить влияние физических ¿[акторов на структуру урожая и продуктивность посевов полевых культур, определить наиболее перспективные варианты предпосевного облучения семян и дать практические рекомендации по их использованию в сельскохо-
эяйственном производстве;
- определить количественные критерии зависимости урожайности от применения физических факторов в процессе подготовки сеияя к посеву на основе корреляционного и регрессионного анализов;
- оценить энергетическую эффективность рекомендуемых приемов предпосевного воздействия на семена в 'современных тех- • нологиях возделывания ячменя, проса, кукурузы 41 кормовой свеклы.
1.3. Научная новизна результатов исследований
На основании 30=летних исследований и производственной проверки разработаны теоретические и практические основы использования физических факторов для предпосевной обработки семян при формировании высоких и устойчивых урожаев с хорошим качеством продукции ярового ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы. При этом установлен и теоретически обоснован ряд новых положений и закономерностей;
- разработаны методологические аспекты воздействия физических факторов на процесс формирования высокопродуктивных агрос[ктоценозов полевых культур;
- установлены оптимальные дозы излучения при предпосевном воздействии на семена ярового ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы, обеспечивающие высокую продуктивность посевов;
- изучено действие постоянного тока, пульсирующего магнитного поля и лазерного света на посевные качества и метаболизм семян;
- определена роль физических факторов в современных технологиях возделывания пояевых культур как эффективного средства при воздействии на посевной материал, позволяющих ак-
тивизировать физиологические процессы, протекающие в растительном организме на протякении всего периода вегетации;
- показано воздействие предпосевного облучения семян на синтез растворимых Сахаров в процессе органогенеза;
- выявлено влияние физических, факторов ¿а особенности роста и развития полевых культур, й 'такие специфичность их дей-
/
ствия в отношении сортов разных групп Скороспелости;
- дан статистический анализ воздействия физических фак- 4 торов в оптимальных дозах на дикшину нарастания количества листьев, ассимиляционной поверхности и кассы растений; '
- изучено влияние физических факторов на структуру урожая, качество и продуктивность посевов; определены количественные критерии зависимости урожайности на основе корреляционного и регрессионного анализов;
- предложены перспективные варианты предпосевного облучения семян и даны практические рекомендации по их использованию в сельскохозяйственном производстве;
- рассчитана энергетическая эффективность рекомендуемых приемов предпосевного воздействия на семена при возделывании . ярового ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы.
Перечисленные основные научные положения работы выносятся на защиту.
1.4. Практическая значимость работы
Разработана технология предоосевного воздействия физичес-[ ких факторов на семена полевых культур, позволяйся увеличить в среднем на 6-13 % их всхожесть, обеспечивавшая экономию посевного материала на 10-15 %, повышение продуктивности посевов на 7-21 %, увеличение чистого энергетического дохода на •' ¿6,2-92,0 ГДж/га и снижение затрат совокупной энергии на 1 т производимой продукции в размере 0,5-1,3 ГДж по сравнению с
контрольным вариантом. Одновременно предложенная технология существенно уменьшает затраты труда и средств, экологически безопасна и обеспечивает энерго= и ресурсосбережение.
1.5. Реализация результатов исследований
Научно обоснованные разработки нашли применение в хозяйствах Нечерноземной зоны и ЩО Российской Федерации при возделывании полевых культур, а также в рекомендациях "Применение физических факторов для повышения посевных качеств семян и продуктивности посевов", которые были заслушаны и утверждены на ш.учно=техничееком совете Госагропрома СССР 9 июня 1588 г.
(№ 3 (7) ; при разработке интенсивных систем земледелия для условий Молдавской ССР (раздел "Система семеноводства кукурузы и пути повышения качества семян с помощью физических факторов"), утверядаенных на заседании научно=технического совета Госагропрома 11ССР 20 февраля 1950 г. (№ 6/12).
Результаты исследований вошли в монографию "Лазерный луч и его возможности в селекционно=генетических исследованиях кукурузы" (Кишинев, 1987, "Морфофизиология проса", М.,
МСХА, 1992) и используются в учебном процессе при изучении курсов: растениеводство, семеноведение полевых культур и физиология растений - студентами сельскохозяйственных вузов.
1.6. Апробация работы
Основные положения диссертации были доложены и излучили положительную оценку: на Всесоюзном научно=техническом совещании по проблеме использования электрического поля и микроэлементов в сельском хозяйстве и медицине (Улан=Удэ, 1965);
межвузовской научно-теоретической конференции аспирантов но влиянии электрического 'поля ira посевные, качества и метаболизм селъско хозяйственных растений (Ростов=на-Дону.', 1966); ростовской областной научно=теоретической конференции молодых ученых и специалистов сельского хозяйства (Росгов=на=Дону, 19.67);- Всесоюзном совещании по электрической обработке материалов (Кишинев, 1967); научной оессии Северо=Кавказекого Совета, по координации и планированию 'НИР по техническим и естественным наукагл- (Ростов-на=Допу, 1968); межвузовской конференции молодых учешх (f.ŒT, 1938); всесоюзной межвузовском конференции по- морфологии .растений О НУ, 1968); межвузовской научно=теоретической конференции-по проблемам современного естествознания (Ростов=на=Дону, 1958); конференции молодых ученых Хабаровского края по проблеме фотосинтеза биоценозов (Хабаровск, 1971); конференции ученых ц специалистов сельского хозяйства по вопросам естествознания (Ростод=на=Дон.у, 1971 )■ ; "^Всесоюзном симпозиуме по растениеводству йелгород, 1973); ^конференции-молодых учешх и специалистов по проблеме использования растительных ресурсов (Хабаровск, 1976); Всесоюзной конференции по итогам- научио=исследовательскоп работа в сельскохозяйственных вузах (Елгава,'1973); • конференции по проблеиж _ электрофизиологии-растений (Горький, 1975); П краевой коифераь^ ции молодых ученых (Хабаровск, 1976); Всесоюзном совещании по проблеме" пОвшения"у]роаайности и качества селъскохозяЯствешпгх ь-ультур (Киев, 1981); межвузовской конференции по прибег.клп.о л — зерного'излучения в сельском хозяйстве (кастою?, 1Г81); .¡с•.-r./rj-' ной .конференции по ловцвенив эффективности ¿юсэл: с.-чьо.-.сх.-
ственных вузов Ш., 1982); зональных совещаниях (Брянск,1982; Горки Могилевской обл., 1982; Ашхабад, 1983; Душанбе, 1984 ; Ереван, Омск, Тдрту Эстонской ССР, 1985; Белгород, 199I) ;
Международной научной конференции (Болгария, 1983); Всесоюзной конференции по вопросам применения физических и химических мутагенов в сельском хозяйстве (Кишинев, 1967); Всесоюзном межвузовском конкурсе ученых сельскохозяйственных вузов по проведению поисковых и теоретических исследований по важнейшим направлениям науки и техники U., 1989, 1990, 1991); Всесоюзном координационном совещании по общесоюзным научно=техническим программам (М., 1991); Всесоюзной научной конференции "Использование, надежность и ремонт машин, электронизация процессов и технических средств в сельскохозяйственном производстве аридной зоны" (Ашхабад, 1991); Международной конференции "Селекция и технология выращивания полевых культур" (Каыенец=Подольский, 1995).
Государственным комитетом СССР да делам изобретений и открытий-выдано авторское свидетельство: заявка К- 1300669, приоритет изобретения от 20 мая 1985 г. За монографию "Лазерный луч и его возможности в селекционно=генетических исследованиях кукурузы" (1987) по итогам конкурса на лучшие научные работы в'вузах СССР л!инвуз СССР и Щ профсоюза работников народного образования и науки присудили Диплом и третью премию (постановление № 193/36 от 2»-.03.90).
I.V. Публикация результатов исследований
По теме научных исследований опубликовано 38 печатных работ (36,4 п.л., в том числе 12,4 п.л. без соавторов). Отдельными изданиями вышли монографии: "Лазерный луч и его возможности" (Кишинев. - Штиинда, 1987); "Морфофизиология проса" М. - МСХА, 1992).
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2. Условия и методика проведения исследований
При.решении проблемы использовали принцип системного подхода. ,
Исследования проводили полевьм и лабораторным методами. Почвы опытных участков были представлены серьми лесными и выщелоченными черноземами; по механическому составу-среднесуг-линистые с глубиной пахотного слоя 24-30 см и значительно различались по уровню плодородия, поскольку содержание гумуса составляло соответственно 3,2 и 6,3 %.
Полевые исследования проводили на опытных полях Ростовского государственного пединститута, Белгородского пединститута, Рязанского проектно-гехнологического научно-исследовательского института АПК и Кишиневского сельскохозяйственного института имени М.В.Фрунзе.
Погодные условия за годы проведения опытов различались по сумме и сезонному распределению осадков и температурному режиму, что в конечном итоге сказалось на урожайности сельскохозяйственных культур.
3 начальный период исследований нами был осуществлен подбор оптимальных режимов воздействия на семена сельскохозяйственных культур, в процессе которого выявлены эффективные физические факторы и дозы облучений для всех четырех культур.
Семена ярового ячменя сорта Донецкий 650 перед воздействием на них током замачивали в течение 30 мин в дистиллированной воде. Ток, получаемый от аккумуляторной батареи, пропускали через две угольные пластины размером 20,3 х 23,4 см,
помещенные в ящик с песком. Размер 'яцика 20 х.25.см. Песок для полного отсутствия в нем микроэлементов промывали соляной кислотой с. последующим прокаливанием.
Среди сортов проса, выбранных в качестве объекта исследований, были взяты образцы из мировой коллекции ВИР различных эколого=географических групп, имеющих разный вегетационный период.
Краткая характеристика исследованных сортов проса .'
№ п/п Г № по ^аталогу Происхождение или название Эколого=географи- • ческас группа
I 2825 ; ' Омское 9 Монголо=бурятскан
2 8346 Сибирское- желтое и
3 . 8508 Зейейое бесое" и
4 '2804 • Казанское 50&> Саяно*алтайская
5 ' - ' Мироновское 51 Лесостепная
6 Курское местное .11'
7 • 8647 Уральское 1419. Степная казахстанская
8 3007 Саратовское 853 Степная поволжская
? '9217 Скороспелое 66 ' и
В качестве фактора воздействия использовали однородные . постоянные магнитные поля. Пульсирующее магнитное поле ШуМП) 0,1 Э создавалось специальной установкой (Травкин М.П., 1970) для биологических исследований, моделирущих геомагнитное поле; пульсирующее магнитное поле 30 Э - кольцами Гельм-гольца /¿=7,5 см, питание от сети через выпрямитель; постоянное магнитное поле 3000 Э - лосгоянньм магнитом с раздвижными полюсами. Контролем служило естественное геомагнитное
поле. Семена проращивали в пакетах из фильтровальной бумаги, подпитываемой " ' водой.
Действие лазерного излучения разных длин волн изучали на. инбредных линиях кукурузы разного экологического происхок- • дения, в частности на линии селекции Закарпатской' опытной
станции, ¡Керебковской и Воронежской опытных станций ВНИИ
* *
кукурузы, Всесоюзного селекционно=гене?ического института , (г. Одесса), Украинского НИИРСиГ им. Юрьева {г'. Харьков), Черновицкой опытной станци-и, Молдавского НИИ кукурузы и сорго, Украинской сельскохозяйственной академии. По каждой экспозиции облучения и длине 'волны использовано от 3 до 30 линий кукурузы.. Кроме линейного материала в качестве, объекта исследований.были использованы следующие, наиболее распространенный в производстве гибриды кукурузы: руковинский ЗТВ, Днейровский 247МВ,- Жеребковский 86МВ, - ВИР 42МВ'и Краснодарская Г/49. •
Действие физических факторов на кормовую свеклу оценивали с участием в качестве объект исследований следующих односемянных сортов и'образцов: Тимирязевская односемянная, Бо-^•исома односемянная, образцы № 25, 31 и 36.
В работе" использовали три типа газовых оптических квантовых генераторов: . , . « * •
1. Гелий=неоновый лазер 0НГ=12 непрерывного действия. Вещество, генерирующее красный свет, - смесь гелия-и неона.• Выходящая мощность луча 25-30 цВт,'длина.волны 632,8 нм, .
плотность падающего расфокусированного- потока света 0,35 ?
мДж/см .
2. Азотный лазер ЛГИ=21-импульсного действия, газоразрядная трубка которого наполнена спектрально чистш азотом с небольшой добавкой аргона. Генерация когерентного излучения
происходит в ультрафиолетовой области. Длина волны 337,1 нм, средняя выходная мощность 3-4 мВт, выходная мощность в импульсе не менее 160 мВт. Длительность импульса излучения . 8-10 не. Плотность мощности (падающей световой энергии) расфокусированного луча 0,03 мДж/см .
3. Кадмиевый лазер ЛПМ=П ("канон") непрерывного действия. Веществом, генерирующим синий свет, является смесь гелия и паров кадмия. Длина волны излучения 441,6 нм, выходная мощность не менее 15 мВт, плотность светового потоке расфокусированного луча 0,3 цЦж/см^. «
Облучению лазерным светом подвергались воздушно*сухие семена кукурузы и кормовой свеклы. Получаемые закономерности при прорастании семян подтверждались экспериментальными -данными на основе многочисленных и повторяемых результатов.
Изучение действия физических факторов на физиолого=биохи-мические изменения, а также на темпы роста и формирования
урожая проводили в лабораторно=полевых опытах, размер учет-
р _ __—^
ных делянок 10-20 м , повторносгь 4-кратная, размещение ва-оиантов рендомизированное. агротехника общепринятая.
Общее содержание хлорофилла и прочность свяли его с бел -каш и jwnoпротеидами определяли методом Т.Н.Годнева и О.П.Оси— повой (1У4У) в ацетоновом экстракте, увязаянйй хлорофилл рассчитывали по разности меадху об'щим и извлеченным 60 %=ным ацетоном._a iipopaстаюших семенах содержание Сахаров определяли зсромагографическим методом по А.М.Еояркику (1965), при уборке урожая - по Бертрану (Плешков Б7п., 1976). - ---
Полевые исследования выполнены .номегсгУшм, изложенным в работах A.B. Петербургского' (196о), H.A. МайсурьянаЛ9?0>, -
З.М.Калошиной (1984), О.В.Бляндур (1987), Л.В.Корниенко (1990), а такшэ по методическим разработкам ВНИИ-кормов им. •
B. Р. Вильяме а (1971), ВШШ кукурузы (1980), НШСХ ЦР. Начерно- ' земной зоны (1982), ВИР им. Н.Ц. Вавилова (1983), В1В1ИСС (1992) и др. Подробно программы исследований и схемы экспериментов приводами в опубликованных работах.
Все научные положения диссертации выдвинуты, разработаны п обоснованы лично автором.
Экспериментальные данные обработаны методом дисперсионного и корреляционного аналиэлв в изложении Б.А.Доспэхова (1973); расчет энергетической эффективности физических факторов проведен по методике, кафедры растениеводства ТСХА (Г.С. Посыпанов, В.Е.Долгодворов, 1995).
Работа выполнена в Ростовском=на=Дону государственном пединституте, Белгородском педагогическом институте (А.А.Си-ротин, Л .В.Сиротина), Рязанском проектно=технолотческом научно=исследовательском институте АПК (А.И.Марков, О.В.Сави— на), Кишиневском сельскохозяйственном институте им. М.В.Фрунзе (О.В.Бляндур, Г.ИДариченко, Н.Б,Навроцкая, С.В.Андреева,
C.В.Суслова, М.Ю.Вшшицкая, А.Ю.Щеглов, К.П.Стерпу, Г.Г.Вата-мшшк, О.В.Попеску), Московском агроинженерном университете «м- В.Н.Горячкина (А.М.Соловьев)
' ' доктору .
Автор выражает благодарность Ф.В.Шатилову
сельскохозяйственных наук, профессору, (Ф.М.Кудерман доктору сельскохозяйственных наук, профессору за научно=М9тодичес-кую помощь в организации и проведении исследований по теме.
.18 . • . результаты исследований '
. 3.. Действие физических факторов на посевные качества : и метаболизм семян
Одной из-ваанейших проблем современного растениеводства является разработка научных основ и эффективных приемов повышения посевных качеств семян. Изучению факторов, ^влияющих на формирование высокопродуктивного агрофигоценоза полевых куль- . тур, посвящены работы Н.Н.Кулешова, 1924; А.И.Носатовского, '1950; М.С.Савицкого, 1958; Н.С.Синягина, 1966; Н.А.Майсурьяна, 1970; С.А.Муравьева, 1973; З.М.Калошиной, 1984; В.Н.Хомякова, 1989; А.А.Сиротина, Д.В.Сиротиной, М.Ф.Трифоновой, 1992; В.Е.Дол^одворова, 1993.
Прорастание семян - один из важных и слонных этапов в' -развитии растений. .Характер развития на этом этапе определенным образом сказывается на ходе дальнейшего развития Посевов. В настоящее время большое внимание исследователей прйвлекают "методы стимуляции семян'физическими факторами - .переменным и постоянным электрическим полем, радиационным облучением, сверхвысокими частотами миллиметрового диапазона, а таете лазерным, излучением, генерирующим-красную, синюю'и ультрафио-
V л
летовую часть спектра. . _ •
Семена различных сельскохозяйственных культур обладают существенными различиями по морфологическим, генетическим, физическим и физиологическим параметрам, поэтому"'реакции на воздействие того или иного фактора у-них неодинаковы.
Среди всех изученных физических факторов, влияющих на" семена ячменя, наиболее ..стабильный положительный эффект .оказывает действие постоянного тока (табл.1!). -.
таблица I
Энергия прорастания и всхожесть семян у сорта ячменя Донецкий 650 при действии постоянного тока (1964-1973 ГгЛ
Плотность р тока, А/см Экспозиция, мин Энергия прорастания, % Всхожесть! Сила семян, % | Коли_ ;■ чество !рост-' ков, % роста 1 Масса 100 рост] ков, г
Контроль - 77 83 74 5,7
15-1С9 5 81 89 81 fi.fl
15 -Ю"9 ' 30 34 <В 35 б^
15-10"° 5 85 У4 86 6,6
15-Ю-8 15 86 95 89 6,8
15-Ю-8 30 86 94 86 6,7
8-Ю"7 5 87 95 89 6,8
8.Ю"7 15 88 96 90 6,9
8-10-7 36 83 91 83 6,2
15-Ю"7 5 87 96 90 6,9
«Р СП - 4,0-5,3 4,4-6,1 '2,6-4,2 0,2у-0,39
Ответная реакция растительного организма, выражающаяся
в процентах всхожести, наблюдается при плотности тока —О о
15«10" А/см и экспозиции 5 мин; максимума она достигает для данной плотности тока при экспозиции 30 мин. Всхожесть семян при экспозиции 30 мин равна 93 %, что составляет по отношению к контролю 112,0 %. Увеличение плотности тока с
15'10~у до'15*10"® А/см^-при тех же значениях экспозиции (5, 15, 30 мин) также ведет к повышению всхожести семян ячменя; она во всех вариантах выше, чем в контроле. Разница между опытными и контрольными вариантами лежит за пределами, ошибки опыта и всегда остается существенной.
Известно, что в прорастании семян определенную роль играют набухание, дыхание, превращение запасных веществ семени и др. Физиолого=биохимические процессы в растительном организме нормально протекают только при оптимальном насыщении клеток .водой..Как свидетельствуют данные нашего опыта (табл. 2), при действии электричества.семена при набухании больше поглощают воды и этот процесс вдет более интенсивно.
Таблица 2' .
Поглощение воды' набухающими семенами ячменя при действии электрического тока (1964-1973 гг.)
Плотность тока, А/см«-
Количество поглощенной воды
мг/г сухого веса
% к контролю
8-10
15 ЛО"8
8-КГ7 15-Ю"7 Контроль
5 15 15 5
230 250
252
253 205
112,2 121,9 122,9 123,6 100,0
Поступление воды в клетку, как известно, идет за счет набухания биоколлоидов протоплазмы и клеточных оболочек и за сг^ процесса электроосмоса, обусловленного наличием электрического потенциала пограничных поверхностей протоплас-
та. Роль'последнего процесса зависит, от оводненности среды и интенсивности основных процессов жизнедеятельности, а также . от условий внешней среды, изменяющих потенциал, поверхностей протопласта.
Мы полагаем, что,электроосмотические силы приняли большее ■■ участие в' поглощении воды набухающими семенами. С проникновением в зерно достаточного количества влаги ускоряются биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью зародыша, активизируются ферменты, усиливается дыхание. Установлено, что при действии постоянного тока интенсивность дыхания выше, чем в контроле (табл. 5).
■ Таблица 5
Интенсивность дыхания семян ячменя при действии ■ постоянного тока (1964-1973 гг.)
Плотность тока, А/см2
Экспо 311-1 ция, иЩ
Интенсивность дыхания
на 3=й день прорастания
на 7=й день прорастания
мг СОо на 100 г навески % к контролю ' мг С02 на 100 г навески % к контро лю
5 46,0 161,4 34,0 147,8
, 15 43,0 150,8 29,8 129,6
5 40,0 ■ 140,4 27,6 120,0
15 ■ 38,5 135,08 26,8 116,5
5 32,0 112,3 25,0 108,7
- 28,5 ' 100,0 23,0 100,0
8-10" 15-10
-8
8-Ю-7, а- га-7 15. КГ7 Контроль
Более интенсивное превращение запасных питательньк веществ при действии постоянного электрического тока сохраняется не только в начале прорастания, но и в последующие дни (табл. 4).
Таблица $
Содержание моносахаров в прорастающих семенах Св баллах) при предпосевном воздействии постоянным.током (1964-1973 гг.)
Варианты Дни прорастания
Плот- Экс- первый второй третий чет- седьмой
ность пози- через 12 ч глюкоза через 24 ч глюкоза Глюкоза Фруктоза Глюкоза Фруктоза верть»
тока. А/см2 ция, мин Глюкоза Глюкоза Фрук тоза
8-Ю-8 5 Нет Следы 1,5 Следы . 3,0 0,5 3,5 3,2 0,7
[5-I0"8 15 Следы 0,3 2,2 ■» 2,8 Следы 3,8 4,2 0,2
8-Ю-7 5 п .0,3 2,1 0,8 2,6 0,3 3,0 3,8 0,2
ало-7 15 и 0,5 .2,4 Следы 2,6 Следы 3,5 4,5 0,5
5-КГ7 5 Нет Следы 2,6 к 3,5 п 4,0 3,9 0,3
Контроль . п Нет 1,8 Нет 2,5 к : з,з 3,4 Нет
Фиксируемое количество глюкозы.появилось при плотности тока 8*Ю"8 А/см2 и 15. I0~7 А/см2 через 24 ч после начала опыта, а в контрольном варианте - только через,48 ч.
На основании полученного экспериментального материала . можно сделать следующие, выводы:
I. Превращение запасных питательных веществ зародыш и эндосперма семени активизируется при действии электричества и зависит от плотности тока и экспозиции. .
. 2. В прорастающих семенах при действии электричества содержится моно= и олигосахарццов больше, чем в контроле, что свидетельствует о быстрой мобилизации запасных веществ семени. а
3- Наиболее активноё превращение запасных веществ про-
a ■ р
исходит при плотности тока 15*10" А/см , экспозиции 5 мин и 8'10~8 А/см2, экспозиции 5, 15 мин.
Постоянный ток оказывает заметное действие ш набухание семян, повышает интенсивность дыхания, активизирует-превращение запасных вешеств эндосперма, что может оказать влияние на рост проростков (табл.5).
хаолица ь
Длина проростков ячменя при предпосевном воздействии постоянный тошм (1964-1973 гг.)
Варианты Длина на 7=Я день
Плотность, А/см2 Экспозиция, мин стебелька корешков
см '% к контроля см % к конт-ро т
б.Ю-2 5 16,9 . 193,3 19,6 110,4
15.- Ю-8 15 16,2 128,5 10,2 106,2
а-Ю-7 5 17,8 141,3 12,6 131,2
8Л0"7 15 15,8 125,5 12,9 134,4
15-Ю"7 5 16,3 129,3 12,9 134,4
Контроль 12,6 100,0 9,6 100,0
Из приведенных данных видно, что проростки ячменя при действии электрического тока отличаются более быстрыми темпами роста, чем у контроля. Общеизвестно, что для образования клеточных структур необходим строительный материал, в частности углеводы. Исходя из того что опытные растения от. личались более быстрым ростом, можно полагать, что к растущим клеткам Судет поступать оолее интенсивно пластический материал, в том числе и углеводы.
При определении Сахаров в проростках ячменя отдельно в стеоельках и зародышевых корешках на четвертый день прорас-
тания установлено,, что приток Сахаров (.глюкозы, фруктозьи к растущим частям ^стений в опытных вариантах больше, чем в контроле, (таод 6;.
Таблица б
иодержание•Сахаров в проростках ячменя при предпосевном' воздействии постоянны» током (1964-1978 гг.)
варианты Количество Сахаров, баллы
Плотность тока, А/см'2 Экспозиция, мин в стебельках в корешках
Глюкоза фруктоза Сахароза Глю- Фрук-| Саха-коза 1 тоза ( роза
8-Ю"8 5 15. Ю-8 15 о. Ю-7 5 8-Ю-7 15 Х5-10"7 5 Контроль -
Зародышевые корешки опытных вариантов отличаются не только интенсивным ростом по сравнению с контролем, но и большим ветвлением. При действии электричества боковое ветвление начинается на два=гри дня раньше, чем у контрольных вариантов, ото явление имеет большое значение в практике возделывания ячменя, так как растение быстрее укореняется и за счет более
интенсивного оокового ветвления возрастает всасывающая поверх-дасгБ ко£ешкр&-
5,0 1,0 £леды 2,0 0,5
4,5 1,2 м 1,4 0,3
0,8 1« 1,0 0,3
5,0 •V, Нет 1,5 и,2
5,0 0,8 >1 ~ 2,2 0,?
4,Ъ" 1.0 и Следы
Следы
н
Табли"» 7
Предпосевное воздействие постоянного тока на образование Сахаров в листьях ячменя на первом этапе органогенеза (1964-1973 гг.)
Варианты Количество Сахаров, баллы
Плотность Экспози-тока, А/см2 | Чия' мин Глюкоза , Фруктоза
8.10"® 5 3,5 Следы
15.10"® 15, 3,0 "
8-Ю"7 5 2,7 "
8-Ю"7 15 3,0
15-Ю"7 5 3,5 "
• Контроль -' • 1,75 "
Нами изучался метаболизм семян проса при действии горизонтальных однородных пульсирующих полей с частотой тока 50 Гц гапряженНостью 0,1 Э.и 30 3 однородного постоянного магнитного поля (ПМП) напряженностью ЗОСО 3. Установлено, что пульсирующее магнитное поле ОД Э и постоянное магн-ит
ное поле 3000 Э оказывают наибольшее воздействие на про-раст ние семян, (табл. 8). Более длительная экспозиция в магнитном поле как пульсирующем, так -и постоянном стимулирует рост корня и стебля.
. Таблица q
Действие магнитного поля на прорастание семян «роса в течение трех суток ( t = 25 °С) U973-I99I гг.'» (Трифонова Ы.Ф., Сиротин A.A., Сиротина Л.В.) j
_ . ■ г* -. ><| ■ ' - . Варианты опыта ---Т4--f-77 Длина корня ' —f—?—--—- Длина стебля
см J i % к контролю ; см | 1 1 % к контролю
Зейское серое *
ПуМП од э 2,56+0,09 215,0 1,47+0,09 377,0
ПШ 3000 з 2,21+0,15 186,5 1,30+0,10 334,0
Контроль . 1,19+0,04 100,0 0,39+0,10 100,0
Скороспелое 66
ПуШ 0,1 3 2,26+0,11 176,8 1,0540,07 276,5
ПЫ1 3000 Э 1,94+0,07 151,8 0,86+0,09 226,5
Контроль 1,28+0,07 100,0. 0,38+0,03 100,0
Уральское 1419
ПуМП 0,1 э ' 2,81+0,17 224,9 1,01+0,12 240,8
ПМП 3000 Э 2,52+0,08 200,9 0,90+0,07 214,1
Контроль 1,25+0,05 100,0 0;42+0,04 100,0
Действие магнитного шля проявляется.более существенно при экспозиции не мен?0 48 ч.(табл.9).
Л^йстёие магнитного поля проявляется в зависимости от сортовых, особенностей растений; у скороспелых сортов изменения более выражены (табл
Выявлена прямая зависимость «:ежд7 ростом проростков и содержанием воды в них под влиянием магнитного поля.
В прорастающих семенах проса дод влиянием магнитного поля изменяется метаболизм у г лево рос., что свидетельствует о повышении интенсивности обмена веществ в цзлом (Сиротина Л.В., Сиротин A.A., 1992). Превращение углеводов связано
Таблица 9
Рост проростков проса при 48=часовом предпосевном воздействии магнитным полем (сорт Скороспелое 66) (1973-1991 гг.1 . . л * *
(Трифонова М.Ф., Сиротин A.A., Сиротина JI.B.)
Варианты опыта
~У-Г-7--
8=й день последействия
i Длина корня Длина стебля
см % к контроля сы % к контролю
ПуМП ОД Э 6,00+0,25 113,5 10,52+0,24 120,9
ПуМП 30 Э 5,50+0,10 104,1 8,85+0,12 101,8
ПМП 3000 Э 6,52+0ДО 123,4 9,55+0,13 109,7
Контроль 5,29+0,05 100,0 8,71+0,07 100,0
Таблица 4P Действие магнитного поля на ррот стебля и .корня пчрле 4й=вдсоиэй обработки^реуян ,fcI?7;ui99.L гг.) (Трифонова М.Ф., Сиротин A.A., Сиротина jl.B.)
У У ~--—:— Варианты опыта, сорта у ....... ....... ^-- Прирост за сутки, см
2 суток последействия 5 суток последействия
Корень Корень | Стебель
Зейское серое ПуМП ОД Э ПуМП 30 Э ПМП 3000 э Контроль Скороспелое 66 ПуМП ОД Э
2,31 2,48 2,38 1,86
2,47
0,94 0,83
0.97
1,С0
1,41 1,31 1,23 0,67
0,82 G-,95
г
ПуМП 30 Э . 2,33 1,10 . 0,99
ПМП 3000 э 2,34 0,88 ; 0,94
Контроль 1,80 1,34 1,04
Саратовское 853
ПуМЛ 0,1 Э 2,01 0,49 1,46
ПуМП 30 Э 2,09 0,26 1,21
ПМП 3000 Э 2,10 0,69 1,13
Контроль : 2,31 0,75 1,03
Уральское 1419 '
ПуМП 0,1 Э - . 1,39 0,62 .1,30.
ПуМП 30 Э 1,79 0,70 1,25
ПМП 3000 Э 1,52 0,80 1,06
Контроль . 1,84 0,98 1,31
Мироновское 51
ПуШ 0,1. Э 1,98 0,73 0,99
ПуМП 30 Э . 1,96 . 1,03 0,94
ПМП 3000 э 1,80 ■ 0,91 0,73
Контроль 1,92 1,29. 1,06
с изменением активности амилаз под влиянием магнитного поля, при этом пульсирующее магнитное поле 0,1.Э и постоянное'3000.Э значительно увеличивают активность ферментов в первые часы прорастания и через 48 ч; более существенно влияет пульсирующее магнитное поле 0,1 Э.
Пульсирующее магнитное поле способствует более активному образованию боковых корней, чем постоянное. Возможно, что магнитное поле влияет на ветвление корня через образование нуклеиновых кислот, чакопление которые стимулирует рост боковых корней (табл. д-)« Э корешках опытных ва -
Таблица П
Образование боковых корешков при предпосевной обработке семян магнитным сшем. '.1973-Ц?9_1
(Трифонова М.Ф.,Сиротин А.А..Сиротина Л.В.)' '
Сорт
Количество боковых корешков на 5= последействия (шт/1 растение)
5=е сутки
Варианты опыта
ПуМП 0,1 Э
ПМП 3000 Э
Контроль
Зейское серое Скороспелое 66 Саратовское 853 Мироновское' 51 Уральское 1419
9,60+1,20 13,80+0,91 10,59+0,73 6,95+0,93 16,00+1,05
2,20+0,37 5,01+0,38 3,85+0,55 5,04+0,42 1,60+0,10
1,90+0,44 0,55+0,20 1,05+0,25 0,50+0,20 0,45+0,17
риантов обнаружена тенденция к снижению количества ыоноз по сравнению с контролем. По-видимому, интенсивно растущие корни опытных проростков являются активными потребителями притекающих из запасных органов углеводов, которые могут использоваться для вторичного синтеза и на дыхание. Поступающая в корни сахароза расщепляется до ыоноз., которые вовлекаются в метаболизм, и пониженное содержание ыоносахаров в корешках опытных проростков может быть следствием более интенсивного их потребления. Данное положение косвенно подтверждается повышении* содержанием сахарозы в эндосперме, в котором наблюдается также более высокое по сравнению с контролем содержание мальтозы, что может быть связано с повышенной активностью амилаз в опытных вариантах.
Таким образом, воздействие на прорастающие семена магнитного поля различной напряженности является положительным фактором и способствует повышению интенсивности обмена веществ в целом. При этом в течение 48 ч как постоянное магнитное поле высокой напряженности (3000 Э), так и пульсирующее магнитное поле (0,1 Э и 30 Э) способствуют более интенсивному превращению крахмала, активизируют деятельность амилаз. Наиболее заметные изменения наблюдаются в углеводном обмене семян при действии пульсирующего магнитного поля 0,1 Э. Увеличение срока воздействия магнитного поля до трех суток угнетает трансформацию углеводов, что проявляется в накоплении значительных количеств моносахаров и снижении активности амилаз. Итоговые данные по влиянию предпосевной обработки семян проса различных сортов на посевные качества представлены в табл. 12. /
\
• Таблица .12.
Влияние предпосевной 4В=«асоной обработка шагнитным • полем на посевные качества сем^н прос,а_(197^-^91,гг.) (Трифонова М.Ф., Сиротин A.A..Сиротина Л.В.)
—г——--
Сорт Вариант обработки Энер- | гия ч npopac-i тания,/ % Всхожесть семян, % Си"ла роста
Кол-во ростков, % Масса 100 ростков,
Контроль 75 84 73 2,71
Зейское серое ПуМП ОД Э 82 91 79 2,89
ПМП .3000 Э 81 . 90 76 2,76
Контроль 80 87 74 2,94
Скороспелое 66 НуМП ОД Э . 89 96 80 3,04
'гшп зооо э : 86 94 77 3,01
Контроль , . 81 Р. 9 75 ■ 2,75
Саратовское ПуМП ОД Э 87 . . 95 80 2,88
853 . ПМП 3000 э .85 92 76 2,84
Контроль 76 . 85' 73 2,82
Уральское ПуМП ОД Э • 84 . 92 81 2,97
1419 ПМП 3000 э 82 90 80 2,90
Контроль 77 86 74 2,84
Мироновское 51 ПуМП ОД Э 87 93 80 2,99
ПМП 3000 Э 85 91 78 2,97
Н®0,5 ' - 3,7-4,4 4,3-5,7 3,6-4,8 0,14-0 Д6
Обработка семян лазерным светом открывает большие возможности целенаправленного воздействия на метаболизм растений. При определенных режимах лазерного облучения семян происходит своего рода фотоэнергетическая стимуляция семян. Рост и накопление биомассы у растений происходит в резуль,-
тате фотосинтеза, который осуществляется-в первую очередь за счет квантов света, поглощаемых молекулой хлорофилла. -Ее ли. растение, осветить лазершм. излучением, юглощаемш хлорофиллом* то он'о" будет флуоресцировать, причём' ййТенйивнУсть флуоресценции пропорциональна концентрации хлорофилла.
Предпосевное облучение семян кукурузы лазерным светом низкой интенсивности (Чуваева А.Д., 1981) оказывает слабое, но статистически достоверное влияние на высоту растений и прирост листьев в процессе вегетации. Фотоморфогенетичес-кое действие предпосевного облучения реализуется через фото-регуляторньв системы зародыша семени и проявляется практически в течение всего периода вегетации, давая остаточный эффект в виде изменения высоты прикрепления початка.
Изучаемые исходные линии кукурузы были разного экологического происхождения и имели различный процент всхожести (в диапазоне 44,7-91,6 %), поэтому выявление специфической ответной реакции каждой изучаемой линии на лазерное излучение, всхожесть семян мы выразили чзрез показатель депрессии. В табл. 1з приведены усредненные результаты величины депрессии для линии селекции Закарпатья и Всесоюзного селекционио=гене-•шческого института (ВСГИ) (г. Одесса) в зависимости от длины волны и длительности облучения. Показатель депрессии четко отравает специфическое действие лазерного излучения разной длины волны в разрезе трех экспозиции на 10 линиях кукурузн.
Следует отметить немаловажную роль генотипа и его экологического происхождения. Так, для линий селекции Закарпатья эйфект стамулядаи всхокести был обнаружен в кавдом опытном варианте, но в разном количественном соотношешш. Наиболее эффективной для лазерного иалучения длино:
3.4
волны 632,6 ни следует считать длительность облучения в течение 30 мин. Показатель депрессии всхоаести семян варьировал в пределах 106,2-135,1 %. Из шести генотипов только два проявили высокую чувствительность к данной длине волны лазера. Синяя часть спектра лазера длиной волны 441,6 нм также'ока-зала положительное действие на всхожесть семян, но лучшим вариантом следует считать экспозицию 60 мин.
Таблица ( ¡^
Показатель депрессии по всхожести семян у разных линий кукурузы, облученных лазерным светом . -ГТдтя,Т9ЧО ЯП ^ (Бляндур О.В., Трифонова м.ф.)
Экспозиция
177=И:
:=Угз^и)д=7б5 А=9О (Д=19ЗО
-I—3«-
Д=1931 П=343 П =09,^ В=37
Д1Г=
502
632,8 нм
Ю 135,1 91,8 115,9 110,0 106,2 86,4 85,7 82А3 170,1 103,Г
60 121,0 85,5 115,9 52,2 101,3 81,9 146,5 94,6 124,7 100,6
120 195,7 76,2 101,4 110,0 89,0 77,3 154,3 78,4 90,0 88,9
441,6 км
30 158,4 85,2 98,5 66,8 106,2 104,6 106,8 114,3151,2 Ю4,8
60 .121,0 81,9 104,3 115,9 118,6 79,6 120,8 114,3170,1 67,5
120 41,8 118,1 127,4 84,0 111,2 90,9 109,3 106,9 ©1,2X03,0
337,1 нм
30 116,3 54,4 86,9 104,3 ; 93,8 63,6 109,8 84,9 85,0 119,4
60 172,5 75,6 93,5 55,1 III, 2 93,2 105,3 87,7139,1 111,9
120 121,0 78,7 124,5 78,2 91,5 104,6 87,3 ©8,8143,9 113,7
Показатель депрессии дня плюс=вариантов характеризовался величиной 104,3-121 % для четырех линий. Более губительное действие на всхожесть семян оказало облучение ультрафиолетовым лазерным светом длиной волны 337,1 од в течение 30 и 60 мин. Эффективна экспозиция облучения в течение 120 мин.
Итак, если всхожесть семян рассматривать в разрезе длчны волны, то для увеличения всяэжести семян линий селекции Закарпатья следует рекомендовать красный и синий свет лазерного излучения при экспозициях облучения 30 и 60 мин. Следовательно, чем больше длина волны лазерного света, тал меньшая экспозиция необходима для увеличения всхожести семян линий кукурузы. Наш средние многолетние данные показывают, что для лазера длиной волны 632,8 ш необходима экспозиция облучения 30 мин, способствующая максимальному увеличению всхожести семян. Для длины волны 441,6 нм следует использовать экспозицию 60 мин, а для 337,1 нм - 120 мин.
Для линии селекции Всесоюзного селёкционно=геиетического института (г. Одесса) из трех длин волн лазерного света наиболее приемлеыьши по эффекту стимуляции всхожести сей ян были варианты, облученные синий и ультрафиолетовым светом лазера при экспозициях 60 и 120 мин. Кроме того, почти у всех изучаемых линий кукурузы отмечено увеличение всхожести сенян в 1,5-1,7 раза. Для линий кукурузы селекции ВСГИ обнаружена та ке закономерность, что и для линий из Закарпатья: большая
длина волны лазерного света требует меньшей экспозиции для
увеличения эффекта стииуляции всхожести семян.
Без учета происхождения линий кукурузы выявляется следующая закономерность: для десяти изученшх линий кукурузы в 30 различный вариантах опыта максимальное число вариантов с положительным достоверном превыпанием контроля обнаружено
при облучении семян синим светом лазера Д = .441,6 нм) независимо от экспозиции. В 21 варианте отмечен эффект стимуляции. Положительна аффект красного (.Я = 632,8 ш) и ультрафиолетового ( Л = 337,1 ш) света, лазера обнаружен только в 16 вариантах. Для Л ■ 632,8 нм лучпей экспозицией следует считать 30 и 60 мин, для !Х = 337,1 нм - 60 и 120 мин.
Нами впервые начаты исследования по применение высоких экспозиций облучёшя семян лазером, генерирующим в красной части спектра света (экспозиции 4, 6, 8, 10 и 12 ч). Эти же экспозиции использовались при совместной обработке с красителями - метиленовъм синим (КР1), акридиновым оранжевьм (КР2)
(табл. 14). Семена скачала замачивали в 1 %=ньж растворах » «
красителей в течение 12 ч, а после высушивания облучили ла-зерньм светом.----------
Таблица и
Всхожесть семян кукурузы после длительного <о5лз;ч§н{1д лазером щршой^шмны^Ж^в^ни ^1978-1990 гг.) .
(Бляндур О.В., Трифонова М.Ф.) I
Длительность облучения, ч Всхожесть Длит ел ьЛ Всхожесть
% + к контролю облучения, ч % + к контролю ,„.....--,,- л
Контроль -РТ с 324/9 78,3
4 85,0 +6,7 - 4 ' ■ 85,0 +6,7 '
Кр1 + 4 71,7 Кр2 + 4 60,0 -18,3
6 83,3 +5,0 .6 83,3 +5,0
Кр1 + 6 70,0 -6,7 Кр2 + 6 71,7 -6,6
8 83,3 +5,0 8 83,3 +5,0 .
Ц?1 + 8 68,3 -10,0 Кр2 + 8 61,7 -16,6-
10 86,7- -»8,4 10 86,7* ■»6,4
Кр2 + 10 50,3 -20,0 12 86,7 +8,4 Кр2 + 12 78,3 0
Кр2 78,3 НСРда-З.б
Анализ данных табл. 19 показывает, что оба красителя усиливают угнетение всхожести семян. Раздельное действие лазера повышает всхожесть ю 5-8,4 % при контроле 78,3 %, а совместная обработка с красителями вызывала угнетение всхожести на
6,7-20 %. Всхожесть семян при их замачивании в Кр1 была низкой (63,3 %) по сравнении с контролем (78,3 а краситель Кр2 (акридиновый оранжевый) не оказал никакого влияния на изменчивость этого параметра. Его угнетающее действие было обнаружено только в вариантах совместного воздействия с лазером. Следует отметить характерную черту для лазерного излучения на ранних этапах роста и развития облученных семян кукурузы. Например, если некоторые мутагенные факторы (химические мутагены или ионизирующие излучения) вызывают а большинстве случаев хорошую шлевую всхожесть, но на более поздних этапах развития наблюдается швьшенная гибель растений, то при облучении-семян любой линии кукурузы лазерным светом разной длины волны во всех опытных вариантах не обнаружено ни одной морфозы' , растения фенотипически ни-
чем не отличались' от контрольных, за исключением большей жизнеспособности и более быстрого роста и развития.
Изучение посевных качеств семян у наиболее распространенных гибридов кукурузы позволяет сделать вывод о том, что красный и синий свет лазерного излучения оказывает достоверное улучшение энергии прорастания, всхожести и силы роста, в то время как ультрафиолетовое облачение способствует лишь незначительному повыпению (табл. 15) и указывает на положительную тенденцию данного процесса.
-г 10
Нр! + 12 Кр1
НСР05-3,9
91,7 86,7 0
63,3
+20,0 +8,4
С
-15,0
Таблица ДЬ
Посевные качества сэмян кукурузы при облучении С197Вг1990 ПО
Шляндур О.В., Трифонова М.^.)
Гибрид
Вариант обработки
Энергия прорао-танкяД
Всхожесть} Сила семян, % ~' ~
Кол=во .Масса 100 ростков ^ростков,г
Буковинский ЗТВ
Жеребковский 86МВ
ВИР 42ЫВ
Краснодарская Г/49
Контроль
632,8 ям
441,6 ни
337,1 нм Кйтроль
632,8 нм
441,6 нм
337,1 нм
Контроль
632,8 км
441,6 нм
337,1 нм
Контроль
632,8 км
441,6 нм
337,1 нм
78
87 85
83 80
88
85 82 82
86
84 83 80
85 83 82
89 96 93
91
88
95 93
90
91
95
93
92
90
96
94
91
82 91 87
85 82 89
87 В4
85 89
88 87 84 91 89
86
31,6 35,9
34.8
32,3
33.9
35,8
34.6 34,2 29,8 32,8 32,1
31.7 31,5 34,7 34,0
. 32,6
НСР,
05
3,94-4,53 4,39-5,00 4,03-4,65 1,51-1,92
В связи с созданием и районированием односемянных сортов кормовой свеклы одной из центральных проблем ее широкого внед-реняя,£ ,сельокохозяйв®9«^ое производства являэтся-.у'лу^^н^е посевных качеств семенного' материала. О причинах пониженной всхожести семян односемянной свеклы в литературе имеются противоречивые сведения. Розенталь X. (1965) считает, что главной причиной пониженной всхожести односамяяной свеклы по сравнению с многоееыянной является высокий процент пустых семяпочек, а также зитотическая стерильность на разных стадиях развития семени. До его мнении,определенное количество семенного материала имеет пониженную всхожесть из=за того, что у односемянных форм нарушен процесс оплодотворения, а семяпочка и зародыш недостач точно снабжаются питательными веществами.
Одним из методов улучшения посевных качеств односемянной свеклы является- механическое удаление некоторой части околоплодника. По мнению Толмачева И.М. (1940), экстрактивные вещества околоплодника вызывают депрессию дыхания семян и тем са-' мым несколько замедляют их прорастание. По данным Болеловой З.А. и Корак З.С. -(1966), качество семян может быть улучшено методом удаления ингибиторов из околоплодника в проточной -воде. Они считают; что торможение прорастания семян происходит за счет аммиачных соединений, образующихся при распаде органического вещества околоплодника во врема набухания семян свеклы.
Наши исследования показали, что облучение семян различными физическими факторами оказывает существенное влияние на их посевные качества, причем отмечается как стимулирующее, так и
Ал
угнетающее действие (табл. 16). в целом, характеризуя дейст-
вив изученных обработок, можно отметить, что при гамма=облуче-нии семян «нобдададтоа сущ^тваянрр. улучшив всех .изученных ^ показателей в дозах 5 и 10 ,Р (вариант обработки Р-13, Р-14), в то время как доза 15 кР (Р-15; "¡ызывала лишь незначительную стимуляцию, а доза 20 кР - существенное снижение. Предпосевная обработка семян с помошыо электрического поля промышленной частоты достоверно повышает посевные качества лишь в вариантах (ЭА-1, ЭВ-1)- 2 и 4 кВ, в то время как в вариантах (ЭС-1,ЭД-1) 6 и 8 кВ отмечено их снижение. Наиболее заметное увеличение энергии прорастания, лабораторной всхожести и силы роста наблюдается при обработке семян с помощью лазера с длиной волны 532,8 нм и временем экспозиции 30 мин (вариант ЛА-3).
Таблица
Влияние воздействии низкоэнергетических факторов на посевные качества семян свеклы сорта Тиииря^евская_.рдн055цянная (гл.)
IТрифонова М.Ф., Марког А.И., Савина О.В.)
Вариант Экспозиция Энергия Всхожесть Сила роста
обработки прорас- семян,%
тания, % Кол=во Масса 100
ростков,% ростков.г
Контроль . 60 "70 59 5,6
' Р=13 . I с 71 ,79 70 6,2
Р*14 2 с 74 ч 66 6Д
4 Р=15 | 3 с 64 74 65 5,8
4 с 56 68 53 5,4
ЭА=1 5 мин 70. 77 68 . 6,0
ЗВ=1 • 5 мин 68 75' 67 5,9
Ч-ЭС=1 5 мин 59 69 57 5,4
эд=1 5 мин 53 64 . 51 5Д
СА=1 •'¿5 мин 64 73 64 5,8
св=з 15 мин "56 67 . 52 5,2
ЛА=1 15 мин 69 77. 69 6Д
ЛА=3 30 мин 72 81 73 6,4
НСР05 - 2,7-3,6 3,3-4,0 2,5-3,4 0,25-0,31 "
Следовательно, физические факторы вносят большие изменения в процесс прорастания и в характер метаболизма семян. Они способствуют лучшему использованию запасных питательных веществ (Строна И.Г., 1966), а также снятию состояния покоя и дезинфекции семян (Бабенко A.A., 1993).
4. Влияние физических факторов на содержание хлорофилла в листьях полевых культур
Изучение влияния факторов внешней среда на биосинтез хлорофилла представляет теоретический и практический интересt ■ —
Имеющиеся в литературе данные о положительном влиянии электричаства на образование Сахаров и ход окислительно=восста-новительннх реакций (Кожевников Н.Ф., Стамко С.А., 1.966; Трифонова Ы.Ф., 1967) послужили основанием к изучению действия этого малоизученного фактора на биосинтез хлорофилла в зеленеющих проростках (та0л. 17).
Таблица 17
Образование хлорофилла в этиолированных проростках ячменя при предпосевном действии постоянным током (1964-1973 гг.)"
Плотность тока, А/см2
Экспозиция, мин
Количество хлорофилла
в мг/г сухой кассы
в % к контролю
8 ЛСГ8 15. Ю"8 8 • 10"7 8 • ГО"7 15'Ю-7 Контроль
5 15 5 15 5
1,14+р,01 1,18±р,01 1,40+0,04 1,60+0,03 2,60+0,03 1,10+0,01"
103,6 107,2
127.2 145,4
236.3 100,0
Ускоренные темпы образования пипиента при воздействии тока указывают на значительные изменения в характере белкового и нуклеинового обменов.-
Большее образованна хлорофилла при действии электричества сохраняется в течение вегетации и способствует увеличению продуктивности ячменя (ТрифВДова М.Ф. ,1968), что, безусловно, связано с более интенсивным потреблением энергии и веществ, участвующих в обмене.
Нами также исследованы процесс накопления хлорофилла и его состояние в листьях сортов проса различного географического происхождения в онтогенезе."
У наиболее скороспелого сорта Зейское серое максим аль-'содержание хлорофилла приходится на Л этап органогенеза,
после УП количество его резко снижается; у сорта Скороспелое 66 »'-^симум наступает на У этапе, а после У1 и УП уменьшается; у сорта Мироновское 51 максимум - на 1У этапе, а после У и У1 падает; у сорта Уральское 1419 наблюдается два максимума - на Ш-1У и У1-УП этапах. Как видно, у сортов проса с коротким вегетационным периодом максимум содержания хлорофилла наступает незадолго до выметывания, у позднеспелых - сдвигается ко П-Ш этапам.
период жизнедеятельности (перед цветением, на УП этапе органогенеза) у ряда сортов проса показало неодинаковую реакцию растений на предпосевную обработку семян магнитным полем в после-
действии (табл. 18). Сорта Омское 9 и Сибирское желтое имеют более значительную разницу по количеству хлорофилла между опытом и контролем (10,0-31,5 %), Зейскоэ серое и Скороспелое 66 имеют незначительные отличия, а Саратовское.853 и Курское местное содержат в опыте насколько меньше хлорофилла.
Содержание хлорофилла и его связь с липопротеидами в листьях проса на УП этапе органогенеза при предпосевном воздействии пульсирующим магнитным лолем (I973-I99I гг. ) (Трифонова м.ф., Сиротин A.A., Сиротина Л.В.)
В > наиболее ответственный
Таблица 18'
Вариант опыта I'
Ллорофйлл, мг/г сухой массы
общий
извлекаемый не извлекае-60$=м аце- ыый 60 %=ш
тоном
ацетоном
Омское 9
Опыт Контроль
9,74±0,04 2,69+0,06 7,48 7,56+0,01 2,52+0,01 5,03
Опыт
Контроль Опыт
Контроль Опыт
Контроль Опыт
Контроль Опыт
Контроль
Опыт Контроль
Опыт Контроль
Сибирское желтое 9,50+0,17 7,23+0,04 Зейское серое 8,84+0,03 8,19+0,06 Скороспелое 66 6,89+0,05 6,55+0,02 Саратовское 853 6,13+0,05 5,36+0,04 Курское местное 4,91+0,09 6,74+0,12 Мироновское 51 6,10+0,09 4,43+0,04 Уральское 1419 5,35+0,01 4,13+0,02
2,20+0,02 1,48+0,05
1,35+0,03 3,94+0,08
2,28+0,07 2,96+0,07
2,87+0,08 1,68+0,05
3,02+0,06 3,47+0,09
2,46+0,02 • 2,12+0,02
2,43+р,01 1,91+0,03
7.30 5,75
7,49
4.25
4,61 3,59
3.26 3,68
1,89 3,14
3,64
2.31
2,92 2,22
Исследование хлорофилла, связанного с липопротеидами, показывает, что состояние его в онтогенезе изменяется подобно общему содержанию. Наибольшее его количество в расчете на единицу сухой массы приходится на 1У-У этапы у сортов Зейское серое. Скороспелое 66 и Мироновское 51, а на 1У этап - у сорта Уральское 1419. Если принять во внимание, что именно на эти1С этапах
формируется метелка, повышение связанного хлорофилла, видимо, способствует более активному участию его в метаболизме растений. К подобному выводу приходят И.А.Щульгив, Ф.М.Куперман, И.П.Щербияа (1962) при изучении содержания хлорофилла и его состояния в листьях кукурузы. После цветения содержание связанного хлорофилла в них значительно снижается.
Воздействие магнитным полем в целом повышает связь хлорофилла с липопротеидами, что следует рассматривать как положительный эффект, поскольку именно в связанном виде хлорсФшл деятелен. Однако у сортов Зейское серое и Скороспелое со обнаружено снижение на 6,2-8,1 % связи хлорофилла с липоб^отеи-дами на 1У этапе органогенеза. Возможно, что это снижение I! является одной из причин наблюдаемого в опыте некоторого удлинения Ш этапа, приводящего к формированию более продуктивной метелки. Наиболее значительная разница между опытом я контролем обнаружена, начиная с УП этапа органогенеза, у сортов Зейское серое и Скороспелое 66 и с У1 этапа - у сортов Мироновское 51 и Уральское 1419. На УП этапе органогенез" у большинства изученных сортов предпосевное воздействие магнитным полем приводит к значительному увеличению прочности хлорофилл=белко-во=липоидного комплекса. Исключение составляют сорта Саратовское 853 и Курское местное, в листьях которых обнаружено достоверное снижение связи хлорофилла с белком. Таким образом, сорта, относящиеся к разным эколого=географическим группам, неодинаково реагируют на магнитное поле.
Наши исследования общего количества хлорофилла в листьях разных ярусов контрольных растений на УП этапе органогенеза подтверждают неоднородность накопления хлорофилла. У исследо-
ванных сортов в листьях первого сверху яруса хлорофилла меньше, чем в листьях последующего яруса, меньше содержат его и более старые листья. Максимальное количество хлорофилла у со>-та Зейское серое приходится на листья второго и третьего сверху ярусов (14,68-13,68 мг/г сухой массы), у сорта Скороспелое 66 максимум приходится на листья четвертого и пятого ярусов (15,03-13,61), у сорта Уральское 1419 отмечено два максимума: в листьях второго яруса (10,2) я в листьях шестого яруса (8,0 мг/г сухой массы). Аналогичные результаты получены и в расчете на сырую массу. Обработка семян магнитным полем значительно повысила содержание хлорофилла в листьях на УП этапе органогенеза. Однако наблюдается неидентичная реакция листьев в накоплении хлорофилла под влиянием магнитного поля: в листьях нижнего яруса разница между опытом и контролем более существенна, чем в верхних. Приведенные данные свидетельствуют о том, что листья опытных растений характеризуются более активными физиологическими процессами и дольше сохраняют свою активность.
Изучение связанного с липопротеидами хлорофилла в листьях разных ярусов показывает неоднородность листьев серии по этому показателю. В листьях контрольных растений обнаружено два максимума связанного хлорофилла. Первый у обоих сортов!приходится на листья первого=второго ярусов, второй у скороспелого сорта Зейское серое наблюдается в листьях четвертого, а^у сорта Уральское 1419 - шестого яруса. , /
Наличие двух максимумов в содержании связанного хлорофилла и наблюдаемое у всех сортов резкое снижение связи хлорофилла с белком в листьях третьего яруса у скороспелого сорта и в
листьях четвертого яруса у позднеспелого, на наш взгляд, не случайны'. Поскольку содержание хлорофилла и еГо связь с липо-протеидами тесно связаны с образованием и развитием генеративных органов, эти максимумы в накоплении связанного хлорофилла можно рассматривать как подготовку растений к двум наиболее важным моментам: накопление связанного хлорофилла в листьях нижних ярусов (четвартого=дятого у сорта Зейское серое и пятого= шестого у сорта Уральское 1419) приходится на листья, принимающие участие в формировании элементов метелки .на Ш и 1У этапах органогенеза; листья первого и второго ярусов участвуют в формировании генеративных органов метелки до и после цветения. Снижение связи хлорофилла с белком в листьях, третьего яруса у скороспелого и четвертого - у позднеспелого сортов, возможно, связано с недостатком метаболитов, поступающих в лист, который начинает формироваться и расти при наступлении Ш этапа органогенеза в связи о> интенсивным потреблением их формирующейся метелкой.
Предпосевная обработка семян магнитным полем повышает содержание связанного с липодротеидаш хлорофилла в листьях опытных растений как верхних, так и нижних, ярусов. В листьях ^ третьего яруса у сорта Зейское серое еще более резко, чем на контроле, снижается связь с липопротеидами, что может указывать на более активное потребление метаболитов формирующейся' метелкой опытных растений в период роста этого листа. Сорт Уральское 1419 реагирует снижением связи в листьях второго, - > третьего и пятого ярусов.
Активизация накопления хлорофилла в листьях растений, выращенных из обработанных пульсирующим магнитным полем семян
N
проса, в наших опытах может быть следствием интенсификации углеводного обмена, улучшения водного режима, обеспеченности азотом.
Суммируя приведенные\факты, можно сказать, что биосинтез хлорофилла в растениях тесно связан с комплексом физиодого= биохимических процессов. Сравнительно кратковременное (48 ч) воздействие магнитного поля на прорастающие семена вызывает ряд изменений, приводящих впоследствии к существенному усилению синтеза и накоплению хлорофилла в листьях, и зависит от особенностей сорта и его происхождения.
О влиянии лазерного света различной длины волны на изменчивость показателей фотосинтетической деятельности растений еще мало сведений в литературе. Поэтому в настоящее время совместная работа селекционеров=генетиков, физиологов и биохимиков должна быть направлена на изучение и улучшение показателей фотосинтетической деятельности растений.
Исследования базировались на определении содержания
общего хлорофилла, хлорофилла а и ь и их соотношения в проростках выросших из облученных семян, а также среди семей потомства второго поколения-Исходными линиями служили семена линии кукурузы с зубовидной (А=619 ЗТ) и кремнистой (Уч=18) консистенцией зерна, подвергающиеся облучению лазером, генерирующим красную (632,8 нм) и ультрафиолетовую (337,1 нм) часть спектра света. Результаты показали широкую вариационную изменчивость пигментов в зависимости от длины волны, длительности облучения и консистенции зерна исходной линии. Так, если облучение семян зубовидной линии А-619 лазером длиной волны 632,8 нм вызывало
изменение содержания общего хлорофилла и хлорофилла а, ъ уже при экспозиции 30 мин, то у кремнистой линии Уч=18 достоверные изменения по отношению к контролю были обнаружены только при экспозиции.120 мин.. То есть дом линии кукурузы с кремнистой консистенцией зерна.требуются более продолжительные экспозиции облучения семян. Это подтвердилось и при использовании лазера типа ЛГИ=2Х (Л =337,1 нм). С увеличением продолжительности облучения семян линии кукурузы с зубовидной консистенцией зёрна изменяется содержание пигментов в одних и тех же пределах (1,28+0,13; 1,27+0,10; 1,30+0,14 мг/г сырого вещества при величине в контроле 1,13+0,10 (табл. 19).,
• Таблица 19 Изменение содержания хлорофилла у линий кукурузы при облучении семян лазерным.светом разной длины волны, сырого вещества (1978-1990 гг.)
(Бляндур О.В., Трифонова М.Ф.) ?
Экспозиция, мин
"ЯТ
а +ъ'
а :Ъ
623,8 ны
Контроль 1,13+0,10. 0,854 0,278 3,07
30 1,43+0,10 1,080 0,349 3,10
60 1,13+0,06 '0,848 0,283 2,99
120 1,13+0,12 0,842 0,296 2,84
180 1,01+0,10 0,755 0,275 2,74
240 0,836+0,05 0*624 0,212 2,95
Кремнистая линия Уч=18
Контроль 1,56+0,14 .1,180 0,370 3,10
30 1,56+0,10 1,150 0,405 2,84
60 1,20+0,09 0,910 0,284 3,21
120 1,83+0,12 1,410 0,460 3,07
180 1,40+0,10 1,050 0,350 3,00
240 1,42+0,13 1,070 0,344 3,11
337,1 нм
Зубовидная линия A=6I9 ЗТ
Контроль 1,13+0,10 0,854 0,278 3,07
30 1,28+0,13 0,971 0,314 • 3,09
60 1,27+0,10 0,941 0,333 2,82
120 1,30+0,14 0,967 0,342 2,83
180 - 1,31+0,10 0,981 . . 0,334 2,95
240 1,11+0,09 0,849 0,257 • 3,31
Кремнистая линия Уч=18
Контроль 1,56+0,14 1,180 0,370 3,10
30 1,43£Р,10 1,080 .0,350 3,11
60 1,44+0,10 1,090 0,351 3,01
120 .. 1,12+0,09 0,840 0,280 3,01
180 1,69+0,12 1,280 0,415 3,08
240 0,98+0,06 . 0,740 0,239 3,10
У линии с кремнистой консистенцией зерна изменение содержания общего хлорофилла, а также а и Ь отмечены только при длительной экспозиции облучения - 180 мин. Эту специфику следует учитывать при отборе мутаций кукурузы с улучшенной фотосинтетической деятельностью, то есть исходные линии с зубовидной консистенцией зерна нужно облучать лазером типа 0КГ=12(Л =632,8 нм) в течение коротких промежутков времени (в нашем случае 30 мин), а с кремнистой консистенцией зерна необходимо использовать продолжительные экспозиции.
Кроме изучения влияния лазерного излучения на изменение фотосинтетических пигментов у линий кукурузы зависимос-
ти от их консистенции зерна ш исследовали корреляционные связи меаду изменением некоторых физиологических показателей у линий кукурузы и морфологическими, физиологическими (скороспелость) мутациями; мутациями, устойчивыми к болезням и вредителям, экстремальным температурам, а также их взаимосвязь с генотипом, мутагеном и экологическими условиями среда. Исходным материалом доя исследования служили линии, рацее выделенные от облучения семян лазерным светом разной длины всшга. В листьях определяли содержание некоторых фотосинтетических пигментов
(общий хлорофилл, а, ь и каротиноиды)Г
Максимальная вариация содержания пигментов зависела от экспозиции и не зависела от длины волны. Одновременно выявлено,, что семьи с повышенным содержанием пигментов характеризуются скороспелостью и комплексной ус|Тойчивостью к заболеваниям, а также измененным анатомическим строением стебля и эпидермиса листа.
Наши данные позволяют предполагать, что обнаруженные изменения физиологических показателей и их взаимосвязь с разными типами изменчивости могут послужить в качестве тест=метода отбора полезных мутаций на ранних стадиях мутационного процесса. А характер изменения ряда пигментов может быть косвенным показателем для диагностики чувствительности разных генотипов кукурузы к действию лазера, генерирующего красную, синюю и ультрафиолетовую части спектра света (табл.20).'
/
Таблица< 20
Содержание общего хлорофилла в листьях кукурузы при предпосевном обл>, тении семян лазером - (мг на I г сухой массы) I"978=1390 гг.)
(Бляндур О.В., Трифонова М.Ф.)
Гибрид
Вариант облучения Контроль"^ 632,8 нм^ 441,6 нм ^ 337,1 нм
Буковинский ЗТВ 1,51+0,29 1,87+0,11 1,74+0,04 1,59+0,06
Днепровский 247МВ 1,45+0,12 1,79±0,15 1,70^0,03 1,51±0,02
Керебковский 86МВ 1,61*0,27 1,89^,10 1,81^,10 Г,67±0,07
ВИР 42Щ 1,79±0,13 1,96±0,07 1,90^,06 1,82^,09
Краснодарская 1/49 1,62±0,10 1,84^,05 1,80^,07 1,69+0,04
Наибольшее количество общего хлорофилла содержалось в листьях сортов и гибридов кукурузы при предпосевном облучении красным и синим лазером, в то время как между контрольным вариантом и ультрафиолетовым облучением разницы не установлено.
Равная закономерность отмечена нами и при исследовании содержания общего хлорофилла в листьях односемянных сортов и образцов кормовой свеклы (табл. 2Г).
Следовательно, физические факторы оказывают существенное влияние на содержание хлорофилла в листьях растений, а также ' на формирование фотосинтетического аппарата и на продуктивность процесса фотосинтеза.
Таблица 21'
Содержание общего хлоросЕилла в листьях односемянной
кормовой свеклы при предпосевном облучении семян
лазеоом (мг нз i сухой массы Li 199л-1эда гг., (Трифонова М.Ф., Марков А.П., Савина О.В.)
-'Г - - ---" ч - - - ----j-
Вариан j облучения
~ 7------
Сорт, образец
Контроль | 632,8 hmJ 441,6 нм | 337,1 нм
Тимирязевская 1,89^0,07 2,46^0,13 2,3Iip,07 I,96i0,03 односемянная
Бофисома одно- I,92jjO,II 2,52^3,10 2,42^,11 1,98^0,06 семянная 7
Образец № 25 I,90jD,06 2,5Ijf),07 2,40±Р,09 I,95jJDf07
Образец & 31 I,94jP,I2 2,59др,08 2,48^,12 I,99jP,02
Образец й 36 1,92^0,08 2,60iP,03 2,5I±P,I3 2,00iP,06
5. Синтез растворимых Сахаров в растениях при предпосевном воздействии на семена Физических факторов
Общеизвестно, что углеводы образуются в , всех зеленых растениях и являются главными продуктами фотосинтеза. В растительного организме ряд «шзиологических процессов, таких как дыхание, превращение азотистых веществ, жиров, органических кислот и др., находится в зависимости от углевидного обмена. Следовательно, чем интенсивное углеводны:! обмот», тем благоприятнее будут условия для прохождения других ■1'пио.'шп1ческих процессов, определяющих рост, развитие растении, качество и величину урожая. Учитывая сказанное и малочислэнность литературных данных о влиянии физических Факторов па ~опэзоваиио саха-
ров, нами была поставлена задача изучить предпосевное действие их на содержание Сахаров в растениях.
В результате проводон/нх анализов установлено, что второй
этап органогенеза ячменя характеризуется содержанием большого
* -
количество растворимых Сахаров. Как видно из таблицы, 22, их количество в опытных вариантах превалирует над содоржанием Сахаров в листьях контрольного варианта. Наибольшее влияние на образование сахароз оказало предпосевное воздействие током плотностью 15 . Ю"8 и 8 •1СГ7 А/см2 при экспозиции 15 мин и 15*10""^ А/см2 при экспозиции 5 мин. При переходе растений н третьему этапу развития (см. табл. наблюдается уменьшение моносахаров, а также тенденция к увеличению сахарозы в листьях.
Таблицу 22.
Содержание Сахаров (в баллах) з. листьях ячменя при действии постоянного тока (1964-1973 гг.':
Вариант Этап органогенеза
Плотности тока. А/сиг Экспозиция , мин Глюкоза I Фруктоза ____ Сахароза - Раффиноза Глюкоза Ш Саха- | роза Рзффя-ноза
8-Ю-8 5 1.0 0 1.5 ейеды 1.0 4,0 Следы
15-Ю-8 15 3,0 Следы 2,5 II 3,0 3,5 и
8.10"7 5 1,5 0 3,0 « 1.4 3,8 11
8-Ю"7 15 1.6 1.0 2,7 « 2,0 3,5 II
15-Ю-7 5 1.6 0,6 1.5 1,0 2,0 2,8 и
Контроль Слэды 0 1.3 Следы 0,7 2,0 м
Таблица 23
Содержаний Сахаров (в баллах) в листьях ячменя при действии . постоянного тока (1964-1973 гг.) '
Вариант
Этап органогенеза
Плотность тока. А/см2 Экспозиция, 17 - У У1 УП УШ-1Х \
мин Глю-!Фрун-| Маль- Саха- Глю- Саха- Фрук- Саха- Глю- Саха- Глю- Фрук- Саха- Раффи
коза тоээ ] тоза роза- -адза роза тоза роза коза роза коза тоза роза ноза
8-Ю"8 5 Следа Следы 0,5' 75,0 Слэ- 4,0 Ш 3,0 0,9 3,6 1,5 0,5 4,0 -
15-ГО-8 15 и п 0,4 3,5 з;о - 2,0 0,7 4,0 3,0 0,4 4,5 Следы
8-Ю-7 5 — ' и 0,5 4,0 2,5 - 2,8 : 1,6 3,0 3,5 Следы 4,0 -
8-Ю-7 15 __ и 0,6, 4,3 3,0 - 2,8 1 1.8- 3,0 2,7 - 4,2 -
15-Ю"7 5 Сле- " 0,7 4,5 - 3,5. Следы 1.8 1,2 3,6 1,3 - 5,0 -
да
Контроль о »г Слвди 3,0 2,0 - 1,5 1,0 2,6 2,0 Следы 4,5 Следы
К
/
На четвертом этапе органогенеза (табл.23), в период начала формирования колосовых бугорков в листьях ячменя, вновь появляется фруктоза; глюкоза обнаружена только в первом, втором, четвертом, пятом и контрольном вариантах. Интересно отметить, что на четвертом этапе появляется новый сахар из группы олигоса-харидов - мальтоза. Содержание ее при действии электричества оолыпе, чем в контрольном варианте, и достигает максимума при плотности 15»Ю-7 А/см2 и экспозиции 5 мин.
На пятом этапе органогенеза в листьях ячменя присутствует сахароза, которой по сравнению с контролем больше. Глюкоза содержится только в первом варианте. Начиная с пятого этапа количество Сахаров уменьшается, но по сравнению с контрольным вариантом содержание их остается более высоким. Уменьшение количества Сахаров на пятом этапе органогенеза по сравнению с четвертым, очевидно, связано с более интенсивным оттоком их в стебель и использованием Сахаров в ростовых процессах стебля и формирования генеративных органов.
На шестом этапе, как и на пятом, в листьях содержится сахароза. Фруктоза обнаружена в растениях пятого варианта. На седьмом этапе при формировании половых клеток, усиленном росте колосового стержня, колосковых и цветочных чешуй, остей стебля вновь появляется глюкоза, наибольшее количество которой наблюдается в вариантах с плотностью тока А/см2 при экспозиции 5, 15 мин по сравнению с шестым этапом и увеличивается содержание сахарозы. Для восьмого=девятого этапов органогенеза ячменя характерно увеличение Сахаров в листьях. Возрастает количество моносахаридов, в частности глюкозы, Фруктоза же в четвертом и пятом вариантах отсутствует. Раффиноза обнаружена толь-
кэ в листьях второго и контрольного вариантов. Увеличение Сахаров в листьях можно объяснить тем, что репродуктивный период в жизни растений является переломным и связан с общим усилением обмена вещзств.
Е-га до восьмого=девятог^ этапов развития в опытных варианта/ наблюдалось большее содержание сахарозы в листьях ячданя ло сравнению с контролем, то на в осьмом=девятом этапах такая оакономерность нарушалась./ Второй вариант (плотность тока 15 10" 8 А/см2, экспозиция 15 мин) и шестой (контрольный) имеют одинаковой набор Сахаров, а сахарозы в первом, третьем и чет-зертом вариантах с одержи-гея меньше, чем в контрольном; во втором зарианте ее содержится столько же, сколько и в контрольных растениях. Это, очевидно, связано с тем, что в период образования и развития органов плодоношения при предпосевном воздействии элевачеством происходит более активная мобилизация асси-милятов и их перемещение к этим органам.
После колошения уменьшается количество Сахаров по сравнению с восьмам=деаятнм этапами органогенеза и в растениях присутствует только сахароза.
Сопоставление содержания Сахаров в листьях и'семенах
на одиннадцатом и двенадцатом этапах органогенеза ячгеня показывает, что с убылью моно= и олигосахарицов в листьях повышается их содержание в семенах, причем накопление Сахаров в семенах опытных растений идет интенсивнее.
Полученный экспериментальный материал свидетельствует о том, чтр наибольшее влияние предпосевное воздействие тоном оказало на «-одаржаниэ сахарозы а растениях. В наличии сахарозы в течв-".йгегяцик наблюдается два максимума - на четвертом этапе
органогенеза, что характерно для всех вариантов, и на восьмом^
_с
девятом этапах для вариантов с плотностью тока 8«10 , 15-Ю"7 А/см'2 при экспозиции 5 мин и 5-10~® А/см2 при вкспози-
7 о
ции 15 мин. В вариантах с плотностью тока '8« 10 А/см при экспозиции 5, 15 мин и контрольном количество сахарозы увеличивается до одиннадцатого этапа органогенеза. Данное явление объясняется менее быстрым ростом и развитием растений указанных вариантов/ Вегетационный период их закончился на 2-3 дня позже остальных.
Учитывая все ото, полагаем, что при предпосевном воздействии током наблюдалось превалирование синтетических процессов в растениях ячменя, что и оказало в конечном итоге положительное влияние на повышение его урожая.,
изучение динамики накопления Сахаров у различных сортов проса в зависимости от способов предпосевной обработки показывает, что максимальное содержание их отмечено при воздействии на семена пульсирующим магнитным полем. Данная особенность отчетливо проявляется у всех сортов, п сохраняется с момента наблюдений до вступления растений в фазу молочной спелости.' Следует подчеркнуть, что разница в содержании Сахаров между контролем и вариантом обработки' сомян пульсирующим магнитным полег.; была всегда достоверной. При воздействии на семена постоянным магнитным полем также отмечено существенное увеличение Сахаров по сравнению с контрольным вариантом, однако абсолютный значо-
ю
ния данного показателя были ниже, чем при обработке семян пульсирующим магнитным полем. Наиболее высокими темпами накопления Сахаров отмечались сорта проса Скороспелое 66 и Зейское серое,
относящиеся к группе раннеспелых (табл. 24).
• ■
Таблица, 24
Динамика накопления Сахаров в растениях проса
в зависимости от предпосевного воздействия на семена
магнитным полем.(1973-1991 гг.) (Трифонова М.ф., Сиротин А.А»Г Сиротина Л.В.)
• / '/
Сорт Вариант Фаза развития
обработ-
ки Выход Выметыва- Цветение Молочная
в ние спелость
трубку
Зейское серое Контроль 1,50 2,06 2,96 3,24
ПуМП 0,1 Э 1,89 2,35 3,24 3,61
ГМГ 3000 э 1,67 2,27 3,14 3,44
Скороспелое 66 Контроль 1,62 2,21 2,98 3,17-
ПуМП 0,1 Э 1,96 2,48 3,17 3,59
• ПМП 3000 Э 1,71 2,34 3,16 3,35
Саратовское 853 Контроль 1,49 2,03 3,00 3,20
ПуМЛ 0,1 Э 1,81 2,29 , 3,27 3,68
ПМП 3000 Э 1,63 2,20. 3,15 3,40
Уральское 1419 Контроль 1,42 2,06 3,00 3,16
ПуМЛ 0,1 э 1,77 2,25 3,22 3,47
ПМП 3000 Э 1,58 2,18 3,14 3,31
Мироновское 51 Контроль 1,48 2,05 3,00 3,17
ПуШ 0,1 Э 1,79 2,26 3,20 3,49
ПМП 3000 Э 1,62 2,19 3,12 3,32
НСР05 - 0,07-0,09 0,10-0,12 0,16-0,18
0,15-0,16 '
Таким образом, предпосевное воздействие магнитным полем на семена проса способствует активизации биохимических процессов в тнанях растений, что выражается существенным увеличением количества Сахаров во все фазы роста и развития.
Исследования по накоплению содержания Сахаров в растениях кукурузы позволяют сделать вывод о том, что наибольшее воздействие оказывает предпосевное обучение семян лазером с длиной волны 632,8 нм, так как на протяжении всего вегетационного периода отмечена достоверная положительная разность между указанным вариантом и контролем. Синий свет лазера также в большинстве случаев оказывает заметное влияние на увеличение содержания Сахаров в растительных тнанях кукурузы, в то время как достоверное положительное воздействие ультрафиолетового облучения чаще _всего проявляется в конце вегетационного периода (табл., 25).
Таблица¿25
Содержание Сахаров (%) в разные фазы развития кукурузы в зависимости от вариантов лазерного .обличения семян перед посевом (1978-Д992 гг.)
(Бляндур О.В.,"Трифонова
Гибрид гЙрИЕПГ обработки Фаза развития
----- — — — — - . — — - " — — г- — — —
6=й лист 10=й лист 13=й лист | Молочная спелость
4,51 5,19 5,08 . 4,87 4,32 1,98
Бук овин ский Контроль 2,85 3, 38 '1, ,32
ЗТВ 632,8 им 3,05 3, 79 4, 73
441,6 нм Я,00 з, 70 4, 05
337,1 нм 2,91 3, 46 4, 42
Днепровский Контроль 2,68 3, 30 4, 30
247МВ 632,8 нм 3,00 3, 77 4, 70
86MB
ВИР 42MB
441,6 нм 337,1 нм Жеребковский Контроль 632,8 нм Ш,6 нм 337,1 нм Контроль 632,8 нм 441,6 нм 337,1 нм Контроль 632,8 нм 441,6 нм 337,1 нм
Краснодарская -/49
НСР,
05
2,94 2,80 2,81 3,03 2,96 2,90 2,85 3,14 3,00 2,90 2,94 3,20 3,13 3,00 0,13-0,15
3,64
3.39 3,36 3,77 3,61
3.40 3,39 3,83 3,75 3,50 3,47 3,92 3,80 3,63
0,16-0,19
4,61
4(34 ■
4,32
4,70
4,60
4,40
4,31
-1,92
4,86
4,57
4,49
5,07
5,00
4,91
0,21-0,25
4,30 4,76 4,49 5,18 5,(30 4,85 4,40 5,26 5,09 4,93 4,63 5,29 5,18 5,00 0,22-0,26
Предпосевная, обработка семян физическими факторами .оказывает существенное влияние также и на качественный состав корнеплодов односемянной кормовой свеклы. На вариантах с лазерным облучением семян отмечено повышение содержания сахара во все. периоды наблюдения (табл.,2£).
Таблица 26 •
Содержание Сахаров {%) в корнеплодах односемянной копловой свеклы в зависимости от варианта лазерного лобдученля семян.перед посевом (I99CLI994 гг.)
(Трифонова М.Ф., Марков А.И., Савина 0.В.)
'LiopT, образец
Вариант
01.08
Дата наблюдения J 15То8 ] 01.09
15.09
Тимирязев- Контроль 7,5 екая одно- 632>8ш 8Д сеыянная
8,6 9,4
10,9 II, 7
12,7 13,5
Бофисома односемянная
441,6 нм 8,0 9,2 11,5 13,4
337,1 нм 7,9 9,0 11,3 13,1
Контроль 7,5 8,5 10,8 12,6
632,8 нм 8,0 9,3 11,5 13,3
441,6 нм- 8,4 9,1 - 11,3 13,1
337,1 нм 8^ ^9 11,1 13.П
0,3-0,5 0,4-0,6 0,5-0,7 0,5-0,7
В наших исследованиях наибольшее положительное влияние оказывает лазерное обд/чвние семян с алиной волны 632,8 нм (-Ю,6.. .1,4' % к контролю). Обработка семян синим лазером в большинстве случаев также достоверно увеличивает содержание сахара в корнеплодах свеклы (+0,4.. .1,3-55), в то время как ультрафиолетовое облучение при сохранении общей положительной тенденции обеспечивает существенное улучшение качества корнеплодов лишь В' 20 % случаев. I
N.
6. Foot и развитие полевых культур при предпосевном воздействии на семена физических факторов
В.С.Шевелуха (1980) подчеркивает, что рост является своеобразным биологическим двигателем и регулятором, который усиливает или ослабляет процессы образования, оСмзна и передвижения веществ в организме.
В жизненном цикле растений выделяют 2 периода: первый -формирование вегетативной сферы растений (корней, стеблей, листьев), второй - формирование генеративной сфсры (соцветий, цветков и органов размножения плодов и семян (Куперман Ф.М., 1982).
Рост растений, по данным А.М.Алексеева (1948), Д.А. Сабинина (1963), тесно связан с физиологическими процессами: питанием, фотосинтезом, водообменом и .др., на интенсивность которых определенным образом влияет электричество. В литературе отсутствуют данные, характеризующие оптимальный режим воздействия электричества на рост и урожай растений, в частности для ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы. \
При предпосевном воздействии постоянным толом на семена "ячменя растения отличались быстрым ростом, и к УШ-ГХ этапу органогенеза они были выше, чем растения контрольного варианта
(табл. 27) /•
. -»»i
Наибольшая епсотэ растений наблюдается в вариантах с плот-—8 / 2
ностью тока 15.10"° А/см , экспозицией 15 мин и плотностью то-
¡асшцг, 27
Рост растений при предпосевном воздействии постоянни:.: то::о:.: ¿га семена ячменя (1954-1973 гг.)
Вариант Высота рас тени!: 1 по этапа с:.; -
Плотность ТОКа_, Л/см2 З.ССПОЗИ-ЦПЯ, мин п , и 1 ГУ 7 л Ш *•' ]"—г"" б 1 ПОНТ;
8.Ю-8 5 01 10,80 20,55 21,50 ' --"о »-/А* рК.) £7,ГО '13,013+1 г - :ес, г>
15 .Ю-8 15 11,40 IЛ, 2С Р.?., 70 23,00 пт о Си ,о0 ■10,3C.il ,5С ХХ.Т с
8.Ю-7 5 9,40 13,50 18,50 22,50 Б2,о со ,30 ,со 1Си с
8.10-7 15 9',90 15,10 18,70 2.1,10. Со, 8 г\п о'-, 1СС
15.Ю-7 5 10,90 13,ЕЬ 18,70 21,95 21,4 г7, зо ,20 . П-1 7
КОНТРОЛЬ 8,30 1с, 07 17,60 19,.-10 29,5 е0.45 '11." ,30^1 ,35 100, 0
ка 15-Ю-7, А/ом2 экспозицией 5 мин. Ассимиляционная поверхность также была больше у опытных растений (табл., 28'»
Таблица 28
Ассимиляционная поверхность растений при предпосевном воздействии постоянным током на семена ячменя (1964-1973 гг.)
Вариант Площадь листьев главного побега
Плотность тока,, Экспози-А/см2 | ция- мин 2 в см Р, % в % к контролю
8-1СГ8 5 % 51,46^1,72 3,35 138,9
15- Ю-8 15 47,58^2,15 4,52 128, 5
8-Ю""7 5 48,37±1,57 3,25 130,5
8-Ю"7 15 44,55+1,70 > 3,82 120,2
15-Ю-7 о 38,91+1,50 3,86 . 107,8
Контроль 37,05±1,50 4,07 100,0
При прйщосевном воздействии током но только формируется большая листовая площадь, но и темпы формирования ассимиляционной поверхности более быстрые, чем у растений контролшого варианта. Долное явление интересно тем, что быстры;! пост лнетьоз, большая их поверхность способствуют более аффективному :гопея*— зов:.шию солнечной энергии, необходимой для образовони,; органического вещества, следовательно, электричество можно пеполъ-зозать в качестве фактора, повышающего хозяйственную полноценность шотооинтеза. Подтверждением этого является большее накопление сухих веществ при предпосевном воздействии три а (тобл.гу),
Тайг-лцсу 29
Накопление растениями еухих веществ пда предпосевном воздействии • постоянным тэком на семена ячменя (в г на I растение) (1954-1Э73 гг.)
Вариант 08.05 18.05 29.05 07.06 в % к контролю
Плотность тока, о А/см"5 Экспози-ЦПЯ, ГШ? I* в с, и к контролю \
G.I0-8 5 0,019 123,8 0,170 0,820 I,430*0,07 114,3
15.1С"8 15 0,019 123,8 '0,152 0,790 1,420*0,04 IIS, G
8.Ю-7 5 0,018 120,0 0,150 0,790 1,354*0,02 108,2
8.IG-7 15 0,020 -L\_/0 р О 0,175 0,743 1,420*0,05 113,6
15.Ю-7 5 0,117 1^8,0 0,130 0,700 1,320*0,03 105,3
контроль 0,115 100,0 0,155 0,383 1,250*0,05 100,0
В наших исследованиях предпосевная обработка прорастающих семян проса магнитным полем существенно изменила темп развития растений. Сорта проса Омское 9, Казанское 506, Зейское серое и Скороспелое 66, относящиеся к группе раннеспелых, реагировали на предпосевную обработку семян магнитным-полем сокращением ранних (1-П) этапов органогенеза на 2-3 дня в зависимости от характеристики поля и раньше перехолили к репродуктивному периоду развития.
-При обработке семян магнитным полем 3000 Э и особенно пульсирующим 0,1 Э растения сорта Скороспелое 66 переходили к Ш этапу (формирование лопастей соцветия) на 3 дня раньше контрольных . '. Опытные растения находились на Ш этапе органогенеза, а контрольные лишь подходили к II этапу органогенеза, конус нарастания их был меньше по размеру. При этом сказывались разные условия для формирования соцветия. Задерккз расте- . ний на Ш этапе органогенеза приводит к увеличению количества ветвей первого порядка. В опытных вариантах Е этап органогенеза начинался раньше, а длился 4 дня, в то время как у контрольных растений - 2 дня, у опытных растений формировалось больно четвей первого порядка (табл.
Аналогичные изменения в развитии получены у растений проса сорта Зейское серое.
Та б лица • Т>
Длительность этапов органогенеза при предпосевной обработке семян магнитным полом (сорт Скороспелое 66) (1985-тчот гг.) (Трифонова М.Ф., Сиротин A.A., Сиротина Л.В.)
Ваш ант опыта
Продолжительность этапов в днях I [ П [" Ш
ПуШ 0,1 Э ПМГ1 3000 э Контроль
14
15 I?
18 19 18
Результаты наблюдений показывают■, что опытные растения имеют более ранние всходы и меньшую длительность первого этапа, который сокращается на один=два дня как у скороспелых, так и позднеспелых сортов.'На втором этапе имеются существенные различия между скороспелыми и позднеспелыми сортами. Длительность П этапа, хотя он наступает раньше у скороспелых сортов, • в^опыте и контроле почти не изменяется, а у более позднеспелого сорта Уральское, 1419 - в опыте длится дольше на 2-3 дня. Таким образом, на П этапе наблюдается некоторая задержка в развитии, что может привести к формированию большей надземной массы. Это подтверждается данными, полученными, при измерении высоты стебля и площади листьев.
Растения позднеспелых сортов в опытных вариантах имеют незначительные отклонения в развитии на прздних этапах. Наступление Ш и 1У этапов у сорта Уральское 1419 в опыте на один= два дня запаздывает или происходит одновременно с контролвм,. тогда как у сортов Зейсное серое и Скороспелое 66 наступает на один=два дня ¿¡аньш. Ш этап у сортов скороспелых Олексю 9, Зейское серое, Казанское 506, Скороспелое 66, Курское местное наступает на 2-3 дня раньше, чем в контроле, а у сортов средне= » -и позднеспелых Мироновское 51 и Уральское 1419 разницы незаметно. Созревают ранние сорта'на два дня раиыш контрольных.
Развитие растений тесно связано с ростом и формированием урожая. Опытные растения отличаются усилонным ростом корново!| системы уже на Первом .этапе органогенеза, в них преобладают синтетические процессы. На втором этапе опытные растения отличаются от контрольных по содержанию сухой массы, особенно у сортов Зейркое серое, Скороспелое 66, Мироновское 51, У кото-
рых содержание сухой массы в опыте превышает контроль на 23,0, 18,3'и 35,5 ^соответственно.
Рост растений в процессе вегетации у различных сортов под влиянием магнитного поля неодинаков. Тан, у растений поздне-• спелых сортов (Мироновское 51, Уральское 1419) увеличились длина стебля и площадь листьев, в то время как у остальных сортов эти показатели в опыте остаются на уровне контроля (табл. 31). По отмечено достоверных изменений в кустистости растений.
I л »
Таблица 31
Влияние пульсирующего 0,1,Э магнитного поля на длину стебля, листьев и кустистость растений » Л (I973-I99^rj.
(Трифонова М.Ф., Сиротин A.A., Сиротина Л.В.) 1
>--------/--
Вариант опыта, сорт
Длина Длина Площадь стеб- листа, ласта, ля, см см
см
Кустистость,
шт.
общая
продуктивная
Земское, серое
Опыт 86,7
Контроль 89,2
Скороспелое 66
Опыт 68,'1
контроль 69,2
Саратовское 853
Опыт 69,9
Контроль 67,8
Мироновское 51
Опыт 8С, 2
Кптроль "0,0
24,8
25.0
22.5
22.6
23.1 23,6
22,2' 21,8
23,5 24,4
24,1 23,1
3,7
V,8
\
3^8
26,3 .27,1 f / JGj.''
1,9 1,3
1,3
т,з
1.3
1,2
3,5
з;2~
1,9 1,3
1.3 .1,3
1.3 1,2
'Уральское 1419
Опыт 39,2 29,7 33,0 1.7 1.6
Контроль 80,5 24,9 25,7 1,1 1,1
нср05 3,7 1.3 1,4 0,09 0,08
Для изучения особенностей роста и развития кукурузы при воздействии лазерного излучения мы исследовали такие важные признаки, как высота растения, высота прикрепления початка, величина метелки и количество веточек на ней. Анализируя действие лазерного света на высоту растений, можно отаетить некоторую чувствительность данного признака к используемому фактору.
Результаты исследований по выявлению реакций линий кукурузы к воздействию лазерного света трех длин волн на высоту растений позволяют проследить специфическое действие каждой длины волны в зависимости от длительности облучения на изменчивость этого признака у каждой линии в отддльности. Так, действие красного света вызывало угнетение роста и развития при длительности облучения в течениэ 60, 120, 240 мин, ультрафиолетового - 30 мин, э стимуляция роста наблюдалась в течение 60 мин при контроле 175 см. Действие же синего света в основном благоприятно сказывалось на росте и развитии, вызывая при этом увеличение высоты растений в вариантах облучения в течение 60 и 120 чин.
Линия 234=П=4 оказалась наиболее резистентной к воздействию излучаемых длин волн лазерного света, за исключением экспозиции 240 чин, которая оказала достоверное стимулирующее действие на знсоту растений как от красного, так и от ультрафиолетового и синего света лазера при контроле 150 сы. 3 раз-
7f
резе одной длины волны у изучаемых трех линий кукурузы красный свет лазера вызывает угнетение высоты рзстений при длительности облучения,семян в течение 120 мин, а стимуляция характерна только для линии 234=И=4 в вариантах облучения в течение 240 мин. Ультрафиолетовый свет лазера в большинстве случаев вызывал угнетение роста и развития; чаще это наблюдалось среди семей линий А=£19 и 234=41=2 и только в одном случае обнаружена стимуляция среди слитных вариантов линии 234=И=4 от облучения в течение 240 мин.
Синий свет лазера по сравнению с красным и ультрафиолетовым чаще оказывал благоприятное воздействие на рост и развитие кукурузы линий А=619, 234=И=2 и 234=И=4. Облучение семян в течение 30 и 180 мин не оказывало никакого влияния на изменение высоты растений; облучение же в течение 60 мин увеличивало \этот признан среди опытных'вариантов линий А=619'и 234=И=2. Длительность облучения в течение 60 мин вызывает стимуляцию растений у линий А=619 и угнетение у линий 234=И=2, в то время как экспозиция облучения лазером в течение 240 мин у двух линий кукурузы опередила рост и развитие 'растений.
При исследовании высоты прикрепления первого початка у линии А=619 в отдельных вариантах опыта обнаружены некоторые изменения по сравнению с контролем. Особенно это характерно для . синего и ультрафиолетового света, от которых при облучений 60 и 120 мин- отмечено высокое прикрепление развитых початков. То есть лазерный свет этих длин волн во всех вариантах облучения не вызывал уменьшения данного признака, в то время как облучение семян линии А=619 красным светом в течение тех ж© .кспо-зиций вызывало достоверное уменьшение этого показателя.
В опытных вариантах линии 234=И=2 почти во всех случаях на блюда лс . уменьшение высоты прикреплзния початка, за исключением синего света лазера, от. которого при облучении семян данной линии в течение 240 мин отмечалось увеличение по сравнению с контролем. То есть в целсм линия 234=И=2 оказалась наиболее чувствительной к действию лазерным светом разных длин волн. Линия 234=И=4 по данному признаку, наоборот, оказалась наиболее резистентной к воздействию этого фактора; в некоторых вариантах опыта наблюдалась дакв стимуляция высоты прикрепления початка. Это явление было характерно для экспозиции облучения в течение 30 мин ултрафиолетовым светом и в течение 240 мин красным и синим светом лазера. -
Таким образом, наибольшая вариабельность высоты прикрепления развитых початков в сторону увеличения наблюдалась в опытных вариантах при облучении семян линий кукурузы синим и ультрафиолетовым светом лазера, а красный свет вызывал в большинстве, случаев уменьшение этого показателя по сравнению с контролем.
Мы также изучали действие лазерного света разных длин волн на изменчивость количества веточек на метелке у линий кукурузы. По этому признаку судят о хорошем пыльцеобразовании. В большинстве случаев отмечается положительная корреляция между количеством веточек на метелке и количеством рядов зерен на початке (г = 0,69 + 0,36).
Из анализа наших результатов следует, что у линии А=619 этот признак почти во всех опытных вариантах остался неизменным, за исключением красного и ультрафиолетового света, при облучении которым в течение 120 мин наблюдалось увеличение ве-
точек. Наиболее вариабельным этот признак оказался у линий 234=И=2 и 234=И=4. Так, при облучении семян линии 234=И=2 . красным светоц лазера из пяти экспозиций только две (30 и 60 мин) увеличивали число веточек, остальные (120, 180 и 240 мин), наоборот, вызывали редукцию да 16 шт. (на контроле 20). Ультрафиолетовый свет такте вызывал уменьшение этого признака. Действие синего света лазера способствовало увеличению числа веточек тольно при облучении ■ в течение 120 мин и достовер-ноыу уменьшению при двух экспозициях облучений - 30 и 240 мин. Следовательно, по данной линии увеличение числа всточок на моталке чаще наблюдалось в вариантах обучения красным светом лазера.
Линия 234=И=4, как и 234=И=2, считается линией с хороши.? пыльцеобразованием и, естественно, важно было среди таких генотипов выделить формы с еще большим числом веточек на метелке, так как обе линии входят в состав перспективных гибридоз кукурузы в качестве, отноской Формы.
" г^зультаТы исследований позволили выявить варианты, увеличивающие этот признак. Таким, по нашим данным, елодует считать синий свет лазера с продолжительностью облучения в точение 120, 180 и 240 мил. В остальных вариантах опыта встрзчп-лись только формы с уменьшенным числом веточек. .
Следовательно, формы с увеличенным числом вэточек на ме-толке чащэ можно обнаружить в вариантах обличения красным и ■ синим светоч лазера среди резистентной 'линии по 'данному показателю. •
Анализ динамики нарастания количества листьев в.расчете -на I растение у односемянной кормовой* свеклы позволяет зактп-
■ чить, что все изученные нами варианты лазерного облучения вызывают увеличение числа листьев на протяжении вегетационного периода, однако существенная разность по отношению к контролю характерна лишь для биотипов, выращенных из семян, подвергну-, тых воздействию красного цвета с длиной, волны 632,8 им. Минимальное положительное влияние на количество листьев оказывает ультрафиолетовое облучение, в то время .как синий свет лазера по ррактеру воздействия на данный признак занимает среднее положение (табл. 32)- Необходимо'также подчеркнуть, что влияние лазерного 'облучения на количество листьев несколько заметнее проявляется на ранних стадиях.роста и развития растений. Так, по состоянию на I августа, когда растения полностью сформировали ассимиляционный аппарат л вступили в состояние актив- — ■ного нарастания корнеплодов и накопления в ниу пластических веществ, превышение по количеству листьев над контролем равнялось 6-19 %, в'то время как при уборке 1-10 %. Такая же закономерность- наблюдается и при изучении динамики нарастания площади .листьев. • ' '
Следовательно, воздействие на семена лазерного облучения вызывает более интенсивное развитие растений свеклы в|первую половину вегетации, что позволяет в конечном итоге сформировать и более высокий урожай. Данный вывод подтверждаемся при анализе результатов исследований по динамике нарастанйя средней массы I корнеплода (табл. 33) • В нашем опыте по состоянию на I августа у растений, выращенных из семян, подверженных ' -'лазерному облучению, она была выше, чем у контрольных, на 6-30 %, а при уборке - всего лишь на 2-12 %.
Вместе с тем анализ данных по накоплению содержания водо-
'Таблица_32
Динамика нарастания количества листьев (шт. на I растение) и площади ассимиляционного аппарата (см2 на I растение) у односемянной кормовой свеклы в зависимости от варианте лазерного облучения семян перед посевсм (19Э0-1994 гг.> (.Трифонова М.Ф., Марков А.И. Саьина О.В.)
Сорт, образец Вариант обработки Количество листьев / Площадь листьев
01.08 15.06 \ 01.09 15.09 01.08 15.08 | 1.09 15.09
Тимирязевская Контроль 16,3 18,7 20,9 х20,1 2040 2143 2520 2104
односемянная 632,8 нм 17,6 19,5 21,8 20,9 2345 2484 2822 2301
441,6' нм 17,4 19,3 21,7 20,8 2212 2468 2759 2217
337,1 нм 17,3 19,0 21,3 20,5 2109 2296 2698 2123
_Бофисома Контроль _17,0 19,2 19,9 18,9 1997 - —2371 2835- 2808. _
односемянная 632,8 нм 19,2 20,1 22,8 20,8 2288 3150 3448 3184
441,6 нм 19,0 19,8 22 »6 20,6 2229 . 2692 3383 2934
337,1 нм 18,8 - 19,4 21,5 20,X 2211 2516 3176 2920
НСР05 С,3-0,4 -0,5-и.Б 0,6-0,7 0,4-0,5 142-162 161-218 269-275 18*-196
хаблица
33
Динамика нарастания средней массы I корнеплода (г) и содержание возростворимых сухих веществ {%) у односемянной кормовой свеклы в зависимости от варичта лазер-наго, обучения семян аедед посевом 11990-1394 гг.^ (Тои$онова Мпарков А.И., Савина О.В.) |
Сорт, образец Вариант | оо'работки 1 . ... _ Масса I корнеплода ~г- - Водорастворимые сухие вещества ! 01,09 Г15.09
01.08 15.С8 01.09 15.09 01.08 15.08
Тимирязевская Контроль 146 243 314 465 8,6 10,8 12,4 ■ 14,8
односемянная 632,8 184 348 443 512 9,1 11,2 : 12,9 15,6
441,6 нм 179 277 341 489 9,0 П,1 12,8 15,4
337,1 нм 172 269 338 481 8,8 11,0 12,6 15,1
Бофисома Контроль 152 270 328 471 8,3 10,4 12,1 14,6
односемянная 632,8 нм 186 363 460 526 3,9 11,0 12,7 15,5
441,6 нм 181 312 427 490 8,8' 10,8 12,4 15,3
337,1 нм 170 304 366 488 8,5 10,6 12,2 15,0
N
Ф
НОР,
05
24,3-35,1 31,1-40,8 33,0-38,2 28,3-41,4 0,2-0,3 0,3-0,4 0,4-0,5 0,3-0,6
растворимых сухих веществ в корнеплодах позволяет сделать вод о'том, что относительное преимущество по данному показа: лга от эффекта лазерного облучения над контрольным вариантом сохраняется практически на одном и том же уровне на протяжении всего вегетационного периода: I августа оно составило 2-7 %, а при уборке - 2-6 %. Одновременно необходимо подчерк нуть, что в корнеплодах раннеспелого образца односемянной ко мовой свекли № 31 относительная положительная разница по содержанию водорастворимых сухих веществ в конце вегетационного периода увеличилась и составила 5-10 % против 2-6 % по сос тоянию на I августа. На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что для лазерного облучения семян кормовой свеклы.целесообразно использовать раннеспелые сорта, так пан именно они обеспечивают наибольший положительный эф-, фект,* выражающийся в существенном увеличении массы корнеплодов и улучшении их качества.
7. Структура урожая и продуктивность полевых культур при воздействии на семенной материал физических факторов
После цветения и оплодотворения работа растительного организма направлена главным образом на формирование урожая.
я ¡,
Как свидетельствуют данные табл. , у растений опытных вариантов накопление сухой массы в колосе происходило быстрее. Следует отметить, что с повышением плотности тока и увеличе-. нием экспозиции количество сухих веществ в семенах уменьшалось, но тем не менее их было, больше, чем в семенах контрольного варианта.
Таблица 34 ■
Накопление сухих веществ в колосе при предпосевном воздействии постоянным током на семена ячменя (1964-1973 гг.).
Вариант Сухая масса одного колоса Среднесуточный прирост сухого вещества, мг
Плотность тока. А/см2 с КС позиция, ' мин • мг в Й к контролю
8-Ю"8 15. КГ8 8. кг7 8-Ю"7 -15-Ю-7 Контрол ь
5
15
5
15
5
206,7 212,2 •206,7 196,6 ' .183,5 166,9'
124,0 127,0 124,0 117,9 110,0 100,0
12,8 13,8 12,5' 11,0 11,1 9,9
Урожай ячменя при предпосевной обработке семян постоянны.! током повысился на 6-21 % (табл.. 35). Наибольший эффект о г действия тока наблюдается в вариантах о плотностью 8*10' ^А/см2,
КГ7 А/см2 и экспозицией 15 мин. Семена этих же вариантов отличались лучшей выравненностью и выполненностью. Количество побегов было больше в вариантах, семена которых порверга-^ лись воздействию током плотностью 8.КГ8 А/см2, 15.10" А/см при экспозиции 5 мин. Большим количеством побегов со зрелыми колосьями отличались варианты с плотностью тока 8'10 А/см , 8'Ю-7 А/см2 при экспозиции 5 мин и 8'10~7 А/см2 при экспозиции 15 мин. Увеличение урожая в опытных вариантах складывалось за счет уменьшения подгонов, увеличения колосков в колосе и повышения массы семян.
В семенах урожаж, полученного из зерна, подвергавшегося перед посевом воздействию тока, больше содержалось олигосаха-ридов (мальтозы, сахарозы, раффинозы)
ТаблицаЗб
Урожай ячменя при предпосевном воздействии постоянным током на семена ячменя (1964-1973 гг.)
Вариант Количество Количество ко- Масса Урожай зерна
Плот- Экспозиция, мин боковых побе-' гов на \ растение лосков в колосе главного побега семян главного колоса с 10 растений, г *
ц/га в % к контролю
всего со зрелым колосом всего со зрелым колосом
8-Ю"8 5 5,8 4,3 16,0 0,50 49,6 27,0 121,0
15. ИГ8 15 3,7 2,8 14,7 0,25 48,0 25,9 116,1
8-Ю"7 5 4,2 3,3 14,7 - 48,4 26,2 117,5
8-Ю"7 15 4,0 3,5 15,3 0,30 49,0 25,0 112,0
15- Ю-7 5 4,2 2,8 15,0 0,20 . 47,И 23,8 106,8
Контроль 3,9 2,0 14,0 0,70 47.0 22,3 100,0
нср05 0,18 0,1.1 0,66 0,09"- 2,29 1,07 -
Таблица зе
Элементы структуры и урожайность проса при предпосевном воздействии
дульсиЕующиа 0,1 3. магнитны* полем (1985-1991 .уг.
(Трифонова М. Ф., Сиротин А.А., Сирптина Л.В.)
Вариант опыта, сорт Длина Число ве- 1 Масса зерна метелки Число зерен масса урожай-
I метелки, , см - 1 1 точек первого порядка, шт. •г в % к контролю ! в метелке, ! - ' . шт. ■1 ■ 1 1000 зерен, г ность зерна, ц/га
Скороспелое 66
Опыт . 5 ■ 15,2 2,52 118,4 336 7,51 54,43
Контроль •, 21,0.' 13,8 2,13 100,0 285 7,24 46,08
Мироноьское'-51
Опыт 25,9 16,8 2,97 137,4 428 6,95 64,15
Контроль 21,8 ' 1М 2,16 100,0 329- 6,58 46,65
Уральское 1419
Опыт 21,0 . 15,4 2,79 132,1 378 7,39 60,26
Контроль 19,9 15,7 2,11 100,0 289 7,08 45,57
НСР05 1,04 0,79 0,12 - 15,52 0,29 2,34
л
Нее ледотшчз кыхв-лого -поля проявляется тч:ч»е в ¡.^.оцессе формирования урожая'проса.'Вопрос о влиянии' w armm а * полей на ypoxaí* изучен недостаточно. Анализ структуры ур о.кая у исследуемых растений показывает, что в опытных вариантах у всех исследованных сортов достоверно увеличивается масся зерна в расчете на одну метелку по.срагненйю с контролем. .Наибольшая ."прибавка откечена у'сортов Скороспелое 65, Уральское .1419 и Мироновское £1, составившая соответственно 18,4; '32,1 и 37,4 % (табл. 36)..
у остальных, сортов .наблюдается тенденция к увеличению, но
1 ' / ' , . ' ' ' . нет достоверных отличий. ,
Таким образом, обработка прорастающих семян магнитили полем оказала положительное влияние на повышение урожая. В опытном вариантеу скороспелых сортов урожай увеличивается за счёт большего числа ветвлении и общего количества зерен в метелке; у позднеспелых - за.счет.увеличения размера метелки, закладки большего количества.цветков, повышения .. массы зерна. . •
В исследованиях с кукурузой важное значение мы придавали изучению признаков, определяющих в целом, продуктивность початка (длина, диаметр, количество рядов зерен на початке, зерен в ряду и всех зерен на початке). Из трех длин лазерного излучения положительное действие на увеличение длины гъчатка у линии А=619 оказывает ультрафиолетовый и ' синий свет при I8Q, 240 и 120 мин. облучения. При других экспозициях наблюдалось уменьшение этого признака по сравнению с .контролем на 2-3 см (в контроле 14 см).
У- линии 234=И=4 также наблюдалась вариабельность данного-показателя. Формы с длинными початками встречались во всех опытных вариантах от трек длин волн лазерного све-
та, но с разницей в их частоте. Максимальное их число отмечено среди материала, облученного синим светом лазера, затем красным. Облучение красным светом оказывало только положительное действие на увеличение длины початка у линии 234=И=4. Формы с короткими початками чаще встречались среди вариантов ультрафиолетового света. Таким образом, изучаемые линии проявили большую чувствительность к лазерному излучению, вызывающему уменьшение или увеличение этого показателя, что очень важно при ведении селекции на длиннопочатковость.
Диаметр початка у кукурузы - весьма стабильный признак, в редких случаях поддающийся изменение. В наших опытах ка-ка х=либо значительных изменений у изучаемых линий не обнаружено.
Анализ экспериментальных данных по выявлению изменчивости количества рядов зерен на початке показал вариабельность этого признака и частоту встречаемости форм с увеличение числом рядов зерен. Так, для А=619 (характерное число рядов 16) положительное изменение наблюдалось во всех вариантах опыта, но чаще среди вариантов, облученных красным светом в течение 60, 180 и 240 мин. У линии 234=И=4 действие лазерного излучения трех изучаемых длин волн также оказало положительную реакцию на изменчивость числа рядов зерен до 15,5 (на контро\^ ле 14). И только в одном варианте из 15 наблюдалось уменьшение этого признака. Изменение числа рядов зерен у линии 234=И=4 является особенностью, которую необходимо было'улучшить с помощью этого фактора.
Лазерное излучение оказывало определенное действие и на такой признак, как количество зерен в ряду. Положительные изменения свойственны линии 234=И=4. Если у исходной линии
<
число зерен в ряду до 24, то в облученных вариантах опыта -до 30 зерен в ряду. Такое увеличение свойственно в большинстве случаев для красного п синего света лазеров при длительности облучения 30 , 60 и 120 мин. Отрицательного действия нэ обнаружено. Уменьшение этого показателя наблюдалось при облучении семян линии А=619. Так, из 15 изучаемых вариантов в опыте один вариант оказал положительное действие, девять -отрицательное и пять - на уровне контроля (30 зерен в ряду). Эта говорит о том, что, хотя взятые в опыте экспозиции облучения лазером оказывают отрицательное влияние на изменение числа зерен у линии А=619, она может быть отнесена к числу чувствительных по этому покэ!зателю,.Этобте раз подтверждает, что этот генотип реагирует ра действие лазерного излучения, поэтому в последующих поколениях возможно-получение геноти-пического разнообразия по указанному признаку.
Изучение влияния лазерного света на изменчивость числа зерен на початке у линий кукурузы.показало, что у линии 234=11=4 с .помощью лазерного излучения в большинстве случаев обмечалось увеличение числа зерен на початке от 300 до 400 шт. и более по сравнению с контролен (300 шт.). Положительное действие на изменчивость этого признака чаше оказывал красный и синий свет лазера.,
щ
Важную роль при определении продуктивности линий кукурузы играет масса початка. Результаты наших исследований по выявлению реакции изучаемых генотипов к воздействию лазерного света показали большую вариабельность этого признака. Так, у линии А=619, которая сама по себе считается продуктивной формой,обнаружены варианты облучения, увеличивающие этот показатель на 100 г по сравнению с контролем (138 г); Положительное влияние в болышй степени оказал ультрафиолетовый свет лазерного излучения при экспозиции облучения 30, 180 и 240 мин. Уменьшение массы початка характерно для красного и синего света лазера.
У лиши 234=11=4 от воздействия лазерного излучения почти во всех вариантах опыта наблюдалось увеличение этого показателя, иногда в 1,5 раза по сравнению с контролем. Например, масса початка у исходной линии 90 г, а в облученных вариантах - 95-135 г. Особенно следует, отметить положительное действие лазера красного света, у которого все пять экспозиций облучения дали- достоверное увеличение массы початка по сравнению с контролем.
^ Аналогичное явление было характерно для лазера ультрафиолетового и синего света. И только в одном случае из пяти ультрафиолетовый свет лазера, при экспозиции облучения 180 мин показал уменьшение массы зерна га 10 г. Рассматривая в целом результаты исследований по линии 234=И=4, следует отметить, что из 15 вариантов опыта в 12 обнаружено достоверное увеличение массы зерна по сравнению с контролем и только в с£ном
я?
случае - уменьшение. Таким образом, достоверное стимулирование в Mj некоторых количественных признаков, в основном характеризующих продуктивность початка, может служить тестом при отборе микромутаций. Следовательно, для получения продуктивных форм кукурузы, по нашим данным, лазерное излучение является одним из перспективных методов создания исходного материала с улучшенными элементами продуктивности,
Если проследить урожай зерна при 14 % влажности у гибридов в зависимости от длины лазерного света и длительности облучения, то наблюдается сильное варьирование этого показателя. Прибавка урожая зерна у гибридов от красного света лазера при облучении в течение 30 мин выражена величиной 4,7-19,9 ц/га. С комплексно=важными признаками (высокий урожай, раннее созревание, устойчивость) обнаружено 4 гибрида из 13 изучавшихся. Стандарт характеризуется средней устойчивостью и высокой урожайностью.
У гибридов кукурузы эффект от облучения красным светом лазера (экспозиция 120 и 240 мин) составил 4,9 - .¿2.9 ц/га зерна при влажности 14 % (тас л ?). .
Таблица; 37
Характеристика гибридов кукурузы при облучении красньы светом лазеиа (632,8 ил) .(1978-1990 гг),
(Бляндур О.Ь., Трифонова М.Ф.)
-с — Гибрид —■-- Урокаиностъ зерна при 14 плавности Дл1^а вегетационного периода, дни Количес тво, дней от посева до цветения соцветий мужских | венских
ц/га ± к стандарту
Стандарт Пионер 3978 78,3 154 81 - 84
30 мин
ЗК=2 83,0 +4.7 147 73 73
5К=4 63,0 чГР, 7 Г 56 аз
ЕК=12 98,2 +19,9 129 67 37
120 и 240 мин
ЗК=2 83,2 + 4,9 147 71 73
ЪК^ 101,2 +22,9 155 1& 78
Зл=2 95,5 +17,2 138 80 80
Зл=Ю 97,9 +19,5 144 78 80
ТР 91,7 +12,4 158 77 77
Варьирование урокапности от синего света лазера находилось в диапазоне от 83,5 до 105,5 ц/га при стандарте 78,3 ц/га. Прибавка нал стандартом составила 5,2-27,2 ц/га созревании в течение 145-138 дне;'; (у стандарта 154 дня),
Предпосевная обработка семян кормовой свеклы лазерным облучением -оказывает существенное влияние как на урожайность корнеплодов, так и На- сбор полезной продукции в расчете на I га
* л
(табл.38). На основании результатов исследований монно отметить, что наибольшее положительное воздействие на продуктивность посевов кормовой свеклы' оказывает облучение красным светом лазера с длиной волны 632,8 нм, который, в среднем за годы проведения опытов у всех изученных сортов и образцов обеспечивает прибавку по урожайности корнеплодов на 10,9-11,3 %, по сбору сахара, водорастворимых'и общих сухих, веществ - соответственно на.II,3-12,2; И,2-12,0 и II",1-11,9 %. Воздействие синего лазерного облучения хотя и оказывает меньшее положительное влия-' ниё на продуктивность посевов, однако остается достаточно высоким и составляет по урожайности корнеплодов 10,5-10,6 %, по сбору сахара - 10,7-11,5 %, по сбору водорастворимых и обших сухих вешеств - соответственно 10,7-11,1 и 10,6-11,3 %. Эффект от ультрафиолетового воздействия по. всем показателям продуктивности составлял 10,3-10,9 %, что также подтверждает его высокую результативность.
Таблица 38
Продуктивность посевов односемянной кормовой свеклы в зависимости от варианта лазерного облучения семян перед посевом (1990-1994 гг.)
Сорт,образец Вариант обработки Урожайное ть корнеплодов,. ц/га - Сбор, ц/га
сахара ВСВ ОСВ
Контроль 364 46,2 53,8 61,5
Тимирязев- 632,8 нм 406 - 54,8 33,3 71,9
екая одно- 441,6 нм .387 . 51,9 59,6 67,7
семянная , ' 337,1 нм ■' 379 . ' 49,6 . 57,2 65,2 Контроль 338 46,4 . 53,7 61,4-
Следовательно, воздействие на семена кормовой свеклы лазер-, ным облучением способствует увеличению уронайности и -улучшении -качества корнеплодов,-что положительно влияет на продуктивность посевов, _ ' •
1{орреляционно=регрессивный анализ экспериментальных данных показал тесную полокительную связь'между продуктивностью посевов и воздействием на посевной материал физическими' факторами-в оптимальных дозах и наиболее эффективных экспозициях. Б голы исследований корреляционная зависимость мекду указанными признаками находилась в пределах средней и сильной сопряженности и • составила для ярового ячменя 0,359-0,776, для проса 0,593-0,787,-для кукурузы 0,381-0,724 и для кормовой свеклы 0,42о-0,682. Расчет коэффициента детерминации позволяет заключить, что на
Бофисома, односемянная ,
632,8 нм * 417 . •: 55,5 64,6 73,4 441,6 нм .398 .:."' . 50,8 59,4. 67,5 337,1 нм -385 . ' 50,0 ' 57,7.' 55,8'
гг 04, г
долю изменений в уровайности полевых культур, участвующих в опыте, вызванных воздействием физических-факторов, приходится соответственно 40,8-60,2; 48,0-61,9; 46,4-62,4 и 18,1-46,5 % от суммарной продуктивности посевов.
8; Энергетическая эффективность воздействия физических факторов при возделывании полевых культур
На основании суммарного расчета энергозатрат при возделывании полевых культур, семенной материал которых подвергали воздействию физических факторов, нами установлено, что во всех вариантах проведения исследований основные затраты приходятся на минеральные удобрения (33,4-47,0 %), горючесмазочные материалы (31,1-36,3 %) и семена (5,2-17,6 %). По остальным статьям энергетические затраты распределяются следующим образом: на машины, "оборудование и сельскохозяйственную технику -5,8-9,2 %, пестициды - 4,7-8,0, электроэнергию - 0,6-1,3 и на долю яивого труда - 0,6-2,4 а от их общего количества.
Сравнительный анализ энергетических затрат между контролем и вариантами предпосевного воздействия на.семена физическими факторами свидетельствует о возрастании расхода совокупной энергии в расчете'на I га посевов на 0,3-1,0 % за счет расходов на облучение посевного материала, транспортировку и очистку дополнительного урожая. Одновременно в среднем по всем вариантам опытов за годы исследований отмечен рост урожайности' . с I га посевов, который составил при возделывании ячменя 16,121,0 Я, проса 18, кукурузы 17,9-25,4 и кормовой свеклы 4,1-11,5 %. Следовательно, затратив дополнительно 0,3-1,0 % совокупной энергии, во всех случаях получен ощутимый прирост урожайности за счет разработанного и рекомендуемого нами приема по предпосевной обработке семян с помощью физических факторов.
Применение предпосевного облучения семян значительно увеличивает чистый энергетический доход. Так, варианты с оптимальными дозами воздействия обеспечивают дополнительно к контролю на посевах ячменя 16,18 ГДж/га, проса 40,38, кукурузы 91,98 и кормовой свеклы 297,80 ГДк/га. Вглесге с тем коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент (КЦЦ) посева возросли соответственно на 0,91; 2,05; 3,72 и 0,93, а затраты совокупной энергии на I т основной продушит одновременно снизились при возделывании ячменя на 1,32 ГДв, проса - на 0,54, кукурузы - на 0,61 я кормовой свеклы - на 0,08 ГДм (табл. 39
Таблица 39
Энергетическая оценка эффективности воздействия физических факторов на продуктивность полевых культур
Показатель Ячмень Просо Кукуруза Кормовая свекла
Контроль 8'IOpS А/см* Контроль ОД Э Контроль 332,8 нм Контроль 632,8 нм
i .Затрачено энергии,
ГДи/га 17,25 1 7,31 15,99:17,08 23,93 24,09 29,46 29,75
2.Урокай
зерна, т/га 2,23 2,70 4,51 5,44 7,83 9,82 3G,4 40,5
3.Получено энергии с основной и побочной продукцией,
ГДн/га 77,39 93,63 168,54 198,91 332,52 454,63 292,24
9 Г ■
4. Чистый ' '
энергети-. ' •
ческий до- '
ход, ГДя/га 60,14 76 ;82-151,55 1 81,83 338,59 430,57 232,,70 262,48
5'.Коэффици- ' ' ' . " ' ■
ент энерге-. ' ' • .
гической ' . ' • • -
эфйекти&г •
ности по- ' .
сева " 3,48 4,41' 8,92 ' Ю',64 14-, 14 ' 17,87 " 7,89 8,02
' г
б.Ьиоэнерге- -
тический коэф . ' . , ,
фициеят (КПД) . ,
посева 4,48 5,41 9,32 II-, 64 15,14 18,87 8,89
7.Энергети- . ' • ' '
ческая себе- .•■"•■■*
стоимость, " . - 1 '
ГДж/т ' 7,73 6,41-3,68 .3,14 Б.Обх 2',45 '0,81 О,?:
8. Затраты ' '
чел„-ч/га- к', 6 42,4 -53,2 . 59,2 .60,4 ■ 64,0 239274 ,0
9. Затраты'' - , - • • ■ .
чал.-ч/т У8,6 15,7- 11,5 . 10,9 - 7,7 • 6,5 7,4 '6,"
. Использование физических факторов лля предпосевной обработки семян в конечном -итоге обеспечивает существенное уменьшение, заграт на производимую продукцию зерна и,корнеплодов, поскольку в нашем опыте они снизились пб отношению к контрольному варианту при возделывании ячменя на 2,4-2,9 чел.='ч/т, проса - иа 0,6, кукурузы - на 0*,2-1,2 кормовом свеклы"- на
9Я '
0,2-0,7 чел.=ч/т.
Таким образом, расчеты энергетической эффективное та показывают, что разработанный и рекомендуемый нами прием воздействия физическими факторами на посевной материал полевых культур позволяет при практически одинаковых суммарных энергетических затратах с контролем получить статистически достоверную прибавку зерна и корнеплодов в расчете на I га. При этом кавдая калория технологических затрат обеспечивает в процессе функционирования посевов полевых культур на. опытных вариантах 4,19-17,87 ккал, в то время какана контроле - 3,48-14,14 кал энергии, аккумулированной в урожае. Чистый энергетический доход составил 72,54-430,57 ГДк/га при 60,14-338,59 ГДж/га на контроле; уровень рентабельности на посевах ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы возрос соответственно на 71-92, 173, 263-373 и 32-92 % по отношению к стандарту.
Выводы
В результате многолетних исследований (1964-1994 гг.) установлены основные закономерности взаимодействия физических факторов на формирование высокопродуктивных агрофигоценозов полевых культур (ячмень, просо, кукуруза и односемянная кормовая свекла) при предпосевной обработке семян постоянным магнитным полем, постоянным током, лазерным светом различной длины волны, гамма=излучешем, электрическим полем промышленной частоты и электромагнитным полем СВЧ.обеспечивамдщи получение высоких устойчивых урокаев с хорошим качеством продукции и достаточной энергетической эффективностью.
I. Элек1ричество и растительный организм находятся в де-терминативном отношении. Постоянный ток плотностью 15.Ю-9 А/см2 при экспозиции 5, 15 мин является пороговым разд-
раяителем. Ток плотностью 8Д0~®,15.10~7 А/см2 при экспозиции 5, 30 мин и 15.10""^ А/см2 при экспозиции 5 мин служит максимальным или оптимальным раздражителем.
Сущность действия постоянного тока заключается в том, что он изменяет физико=химическое состояние протоплазмы зародыша семени, уменьшая проницаемость протоплазмы и активизируя поступление веществ в клетку. Обработанные постоянным током семена быстрее набухают и потребляют при этом больше воды, в них активизируется процесс дыхания и превращения запасных питательных вешеств. Активация метаболических процессов способствует быстрым и дружным всходам, являющимся необходимым условием для получения высокого урожая.
При действии постоянного тока на семена ускоряется рост проростков, раньше наступает ветвление зародышевых корешков, растущие части растения лучше обеспечиваются пластическими материалами. На первом этапе органогенеза ячменя электричество способствует увеличению поглощения нитратов, а также большему образованию Сахаров в фотосинтезируюнщх листьях растения.
2. Наиболее значительное влияние на прорастающие семена проса оказывает пульсирующее магнитное поле 0,1 Э. Действие его носит следовой характер, однако изменения достаточно глубоки и не проходят бесследно для растительного организма, о чем свидетельствует сохранение в опытных вариантах большей длины стебля и корня по сравнению с контролем.
Магнитные поля различной характеристики вызывают неодина!
ковукг реакцию растений проса: постоянное 3000 Э ускоряет рост корня; пульсирующее 0,1 Э более значительно- стимулирует рост стебля 1гветвление корня при меньших затратах запасных питательных вешеств; пульсирующее 30 Э менее эффективно.
В основе изменений процессов прорастания семян пор влияние" магнитного поля.лежат-преобразования 'в поглощении воды, превращении.запасных углеводов', темпах их использования. Повышенный уровень оводненносхи семян, активизация амилаз в первые часы прорастания приводят к ускорению расщепления крахмала опытных вариантах, в*первую очередь скороспелых сортов.
о. Обработка с.емян кукурузы лазерным светом .оказывает це-ленад.!.явленное полонительцое-воздействие на метаболизм растительного организма., выражающееся в статистически достоверном улучшении посевных качеств. При этом максимально« число вариантов 'с положительным достоверным превышением контроля отмечено при .облучении семян синим светом лазера ( Д. = 441,6 им) независимо от экспозиции (160-120 мин), в остальных случаях (при экспозиции 120 мин) наблюдается эффект стимуляции. Лучшей экспозицией для красного ( Я = 632,8. да) и ультрафиолетового {/{ = 337,1 ны) света лазерз следует считать соответственно 30-60 и 50-120 мин. • -
4. Предпосевная обработка семян кормовой свешш с помощью красного лазерного света длиной волны 632,8 нм и временем экспозиции 60 мин ■ заметно увеличивает энергию.
прорастания, лабораторной всхожести и сшш роста, способствует л;,чнЫу использованию запасных питательных.веществ.
5. Воздействие физическими факторами на семена полевых культур оказывает стимулирующее влияние на биосинтез хлорофилла. Повещенное'содержание хлорофилла при действии на посевной материал в ассимиляционном аппарате растений Сохраняется в течешь есей'вегётаций и способствует увеличенйю продуктивности посевов. Биосинтез хлорофилла тесно связан с комплексом.физио-лэ го ^биохимических процессов'и зависит'от особенностей сорта
■ и его-происхождения.
• б. Предпосевное воздействие постоянным током способствует 'большему лбракованию оэхасов в растениях ячменя в' пеоттпд вегетации. .Наиболее интенсивное Образование Сахаров протекает
при плотности тока: ».10"й, 15Л0"7 А/см2 при
экспозиции 5 мин и В.Ю-7' Л/ем'' ¡три пкспозипии
15 мин.
' Наибольшее влияние ток оказывает на, образование сахарозы -превалирующего сахара в растениях ячменя, и.каждый этап органогенеза характеризуется определенным ее содержанием. Другие формы Сахаров изменяются меньше.
На четвертом этапе органогенеза появляется мальтоза, и ее количество повышается при предпосевном воздействщ. током.
Отток Сахаров в семена-при действии постоянного тока идет более интенсивно. Наибольший эффект наблюдается при плотности тока 8.10-7 и 15.Ю~7 А/см2.
7. Предпосевное воздействие магнитным полем на-семена про, са. способствует активизации биологических процессов в тканях
растенйй,-что проявляется в- увеличении количества Сахаров во все фазы- роста и развития. Максимальное количество _сахаров_на_протяжении вегетационного периода отмечено при воздействии на семена проса пульсирующим магнитным полем (ПуМП) ■ 0,1 Э. Наибольшее положительное воздействие на процессы саха-ронакопления у растений кукурузы и в корнеплодах односемянной кормовой свеклы оказывает предпосевное облучение семян лазером с длиной волны 632,8 нм.
8. Предпосевное воздействие ростоянным током оказывает Положительное влияние на рост растений ячменя. Высота растений
ячменя увеличивается на 5-14,7 %. Интенсивный рост растений коррелирует с болышш накопление.! сухих веществ, росток и развитием ассимиляционной поверхности растений. Наибольвшй эф^ фект действия тока на накопление сухих веществ сказывается на ранних этапах развития растений. С повышением плотности от 8.10"® до 15.10"7 А/см2 и увеличением времени действия его на семена урожай ячменя снижается.
При предпосевном воздействии током интенсивнее идет процесс накопления сухих веществ в семенах формирующегося урожая. Среднесуточный прирост сухого вещества в семенах опытных вариантов составляет 11-13,8 мг, а в консольных - 9,9 мг. Созревшие семена содержат больше олигосахаридов.
9. Пульсирующее магнитное поле напряженностью 0,1 Э охаэи-вает более глубокое влияние на физиологические процессы в прорастающих семенах проса по сравнению с постоянным полем высокой напряженности. Это проявляется в повышении оводяенности проростков и более интенсивных ростовых и формообразовательных процессах. Постоянное магнитное поле 3000 Э также активизирует физиологические процессы, но в меньшей степени.
Действие магнитного поля зависит не только от напряженности и характеристики поля, но и от экспозиции. Эффективность повышается с увеличением экспозиции от 24 ло 48 ч, при более длительной экспозиции рост несколько ускоряется, но стимулирующий эффект сдается.
Сорта проса различных эколого=географическкх групп по=раз-ному реагируют на обработку семян магнитным полем. Сорта с более коротким вегетационным периодом отличаются более ярко выраженной реакцией ростовых процессов.
В целом обработка семян магнитным полем исследованных па-
раметров является положительным фактором. Изменения, обнаруженные в прорастающих семенах, проявляются в онтогенезе растений, они создают более благоприятные условия для формирования урожая, который .ювышается у скороспелых сортов в основном за счет увеличения числа ветвлений вследствие заложения большего количества .метамеров метелки на Ш этапе органогенеза, у позднеспелых - за счет увеличения размера метелки и образования более крупного зерна.
10. Выявлена специфичность действия лазерного света рваных дин волн в зависимости от длительности облучения на высоту растений кукурузы. При этом установлено, что стимулирующее действие красного света лазера на данный признак характерно при длительности облучения 30 мин, улырафиолетогого - 60, синего - 60 и 120 мин.
Обнаружено положительное действие лазерного света разных длин волн на количество веточек на метелке кукурузы, однако чаше всего достоверное увеличение их числа по сравнению с контрольным вариантом характерно при облучении красным светом лазера.
11. Воздействие на семена односемянной кормовой свеклы лазерным облучением вызывает более интенсивное развитие растений в первую половину вегетации, что позволяет в конечном итоге сформировать и более высокий урожай. Согласно полученным даннш положительное влияние лазерного облучения на количество листьев и площадь ассимиляционного аппарата, а также на среднесуточный прирост массы корнеплодов проявляется более отчетливо
на ранних стадиях роста и развития растений, в то время как преимущество по накоплению водорастворимых сухих веществ над контрольным вариантом сохраняется на одном и том же уровне на протяжении всего вегетационного периода.
12. Предпосевная оораоотка семян ячменя постоянным током способствует увеличению, его урожайности'на 6,8-21,0 % с.1 та,-причем наибольший эффект действия тока, наблюдается в вариантах с плотностью 8.10~®, 8.Г0-7 А/см2 и экспозицией 5 мин,-а также с плотностью 15,10""® А/см^' л экспозицией 15 -мин. Семена ячменя, убранные с этих же-вариантов, отличались лучшей-вырав-ненностью и выполненностью, и содержали в своем составе большее количество сахара и крахмала."Увеличение урожая ячменя в опыт-, ных вариантах складывалось за счет повышения продуктивной кустистости, увеличения числа колосков в колосе и повышения массы 1000 семян. - ' •'•..'
Анализ структуры урожая у исследуемых растений проса показал, что в опытных вариантах достоверно увеличивается .урожай зерна одной метелки, причем более значительно; под влиянием пульсирующего магнитного поля -0,1 ,Э. 'При этом достоверно изме-' няется длина метелки и число ветвлений первого порядка, что является следствием заложения большего количества.метамеров-метелки на Ш этапе органогенеза. , .-•'.■
Обработка семян пульсирующим магнитным, полем может /служи эффективным средством повышения продуктивности посевов проса, так как в среднем за годы проведения исследований увеличение урожайности зерна в опытных вариантах составило 10,2-13,7 причем наиболее отзывчивыми оказались•раннеспелые' сорта' (IIт8—13,7 % к контролю).
Лазерное"воздействие на посевной материал оказывает существенное влияние на количество зерен и массу початка у куку-
зн
рузы» что в конечном итоге приводит к увеличению сборов зе$на у эсой культуры на 7,0-24,2 %, Наибольшей"эффективностью обладает действие лазера красного света, у которого все пять экспозиций обеспечивают достоверное увеличение массы початка по сравнению с контролем.
Предпооевная обработка семян кормовой свеклы лазерным облучением оказывает существенное влияние как на урожайность корнеплодов, так и на сбор полезной продукции в расчете на I га. Наибольшее положительное воздействие на продуктивность посевов оказывает облучение семян красным светом лазера с длиной волны 632,8 нм, который в среднем за годы проведения опытов у всех, изученных сортов и образцов обеспечивает прибавку по урожайности корнеплодов на 10,9-11,3 %, а по сбору сахара, Еодораствори-мнх и общих сухих вешеств - соответственно на 11,3-12,2; 11,2-12,0 и 11,1-11,9 %. \
13. Корреяяцконно=регрессивнный анализ экспериментальных
\
данных показал тесную пояснительную связь мевду продуктивностью посевов и воздействием на посевной материал физическими факторами в оптимальных дозах и наиболее приемлемых экспозициях. В годы исследований корреляционная зависимость между указанными ; признаками находилась в пределах средней или сильной сопряженности и составила для ярового ячменя 0,639-0,776, для проса 0,693-0,787, для кукурузы 0,681-0,724 и для кормовой свеклы 0,426-0,682. Расчет коэффициента детерминации говорит о том, что на долю изменений в урожайности палевых куль тур „ вызванных воздействием физических факторов, приходится соответственно 40,8-60,2; 48,0-61,9; 46,4-52,4 и 18,1-46,55 %.
14. Энергетическая эффективное и. возделывания пилевых культур определяется уровнем использования ФАР и- технологическими
з«©
энергозатратами. Из общих энергозатрат на минеральные удобрения приходится 33,4-47,0 на горючесмазочные материалы -31,1-36,3 и на семена - 5,2-17,5 %. Каядая калория технологических затрат обеспечивает на опытных вариантах 4,19-17,87, а на конироле 3,48-14,14 кал энергии, аккумулированной в урожае. Чистый энергетический доход составил 72,54-430,57 гдк/га при 60,14-338,59 ГДк/га на контроле; коэффициент энергетической эффективности и биоэнергетический коэффициент посева возрос на 0,91-3,72, а затраты совокупной энергии на I т основной лродук-ции ¡снизились на 0,08-1,32 ГДн.
Предложения производству
Для получения высоких и устойчивых урожаев полевых культур с наименьшими затратами и высоким качеством продукции рекомендуется:
1. Использовать в качестве эффективного приема улучшения качества семян и повышения продуктивности посевов воздействие физических факторов. При выборе сортов полевых культур для предпосевного воздействия следует учитывать их скороспелость, так как раносозревакше формы отличаются повышенной положительной реакцией на предпосевное облучение посевного материала.
2. Для формирования высокопродуктивных агрофитоценозов ярового ячменя семена перед посевом необходимо подвергать воздействию постоянным током плотностью 8,10 А/ом" и экспози-
» с- 1
вдеи 5 мин. I
3. В целях существенного повышения урожайности проса и
его качества семена перед посевом следует обработать пульсирующим магнитным полем 0,1 Э, поскольку оно способствует более эффективному использованию запасных веществ эндосперма, активизации ростовых и биохимических процессов в растительном организме.
ш •
4. Для повышения семенной продуктивноет кукурузы целесообразно проводить облучение посевного материала красным светом лазера с длиной волны 632,8 мл и экспозицией 30 мин.
5. При возделывании односемянной кормовой свеклы с целью улучшения фотосинтетической активности посевов применять предпосевное воздействие на семена красным светом лазера с длиной волны 632,8 ил и экспозицией 60 мин.
6. При использовании для посева семян, подвергнутых воздействию физических факторов в рекомендуемых нами дозах, следует на чистых от сорняков и плодородных полях при возделывании ярового ячменя, проса, кукурузы и кормовой свеклы уменьшать норму высева на 15-20 %,
7. Применять разработанные рекомендации по влиянию воздействия физических факторов на посевные качества семян и продуктивность посевов при вырашвании семян суперэлиты и элиты в научно=иссленовательских и учебно=опытга£х учреждениях, а такие в практике мятных хозяйств и семеноводческих коллективных предприятиях, описок работ, опубликованных по материалам
диссертации
1. Шатилов О.В., Трифонова !.1,у. Развитие и урожай ячменя при воздействии электрического поля и микроэлементов / Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине // Тезисы докладов 5=го Всесоюзного совещания. Улан=Удэ, 1955. Т. 3 - С. 13-14.
2. Трифонова 1".<2. Влияние электрического поля постоянного тока на посевные качества и метаболизм семян ячменя // Тезисы докладов Межвузовской научно=георе1ической конф. аспирантов. Ростов ц/Д., 1963. - С. 227-229.
3. Трифонова П.Ф. Влияние электрического йоля постоянного тока на некоторые физиологические процессы ячменя // Тезисы
ш
докладов I Ростовской обл. научно=теоретической конф. кол.уч. и специалистов. Ростов. н/Д, I9S7. - С.108-109. . ' «
4. Трифонова М.Ф, Образование сахарозы в' онтогенезе ячменя при действии электричес тва // Материалы межвузовской науч-но=теорет. конф. аспирантов. Ростов н/Д, 1967. - С.'457-454.
5. Трифонова М.Ф., Кухаренко Г.Н. К вопросу о. поглощении микроэлементов растениями ячменя при действии .электрического поля постоянного тока / Материалы межвузовской научно-теоретической конференции аспирантов.. Ростов н/Д, 1967. - С.472-478.
6. Шатилов Ф.В,, Трифонова М.Ф. Влияние электрического * поля постоянного тока на набухание и прорастание семян ячменя // Селекция и семеноводство. I9S7. - Л 6. - С. 59-63.
7. Шашлов Ф.В., Трифонова М.Ф. 'Влияние посто'янного электрического тока на метаболизм прорастающие семян 'ячменя //, Элекоронная обработка материалов. Кишинев. 1968. - й I. -
С.67-76. , .
,8. Трифонова М.Ф. Влияние предпосевной обработки семян постоянным током на физиологические процессы'ячменя: Автор ей. канд. дис. Ростов н/Д., 1967. - С. 1-30.
9. Трифонова Iv!.S>, Развитие ячменя на I этапе органогенеза при предпосевном воздействии на семена постоянны.' током // Доклады межвузовской научко=теор,.конй. аспирантов. Ростов н/Д., 1968. - С. 616-622.
10. Трифонова !.!.£>. Образование хлорофилла ъ онтогенезе ячменя при предпосевном воздействии постоянным током // Рефераты докладов научной конф. молодых ученых. - М.:-МГУ, I9S8. -С. 172-173. ' '' ' '
11. Трифонова М.Ф. Влщние предпосевной обработки семян постоянным током на водообмен растений ячменя (П-XI этапы орга-
ногенеза) // Рефераты докладов Всесоюзной межвузовской кокф. по морфологии растений. Пзд=во Моск. ун=та, 1968. - С.288-289.
12. Катков О.В., Трифонова М.Ф. Синтез сахара на разных этапах органогенеза ячменя при предпосевном воздействии постоянным током // Рефераты докладов Всесоюзной меавузовекой конференции по морфологии растений.М.: Ивд-во МГУ,1968. - С.326-328.
13. Трифонова Ы.Ф. С од ерзание сахара в растениях ячменя при предпосевном воздействии постоянным током // Электронная обработхеа материалов. - Кишинев, 1939. - .'3 5. - С.69-75.
14. Трифонова Н.Ф. Влияние предпосевно;! обработки семян слабым постоянным током на поглощение микроэлементов растениями ячменя // Физиология растении, - 1970. - Т.17. - I. -
С .108-107.
15. Трифонова Ы.'З. Устойчивость ячменя к порапеншо хсарли-ковоц ржавчины при действии постоянного тока на селена // Материалы научи.конф. молодых ученых Хабаровского края. - Хаб,
кн. изд=во, 1971. - С.383-385.
13. Патилов 0.13., Трифонова 1.1.Морфофизиологические преобразования и урожай ячменя при воздействии электрического поля и микроэлементов // Некоторые Еопросы современного естест-зознания. Ростов нД., 1971. - С.230-248.
17. Трифонова ¡.¡.О., Ееупокоева К.К. Превращение углеводов в поорасгаигмх салена:: ячменя при предпосевной воздействии постоянна.: электрическим го кок // Некоторые вопроси современного естествознания.' Ростов к/Д., 1971. - С.232-269.
ЮЛСироип^ А.Л., Сиро тана 1 .В., Тразкин М.П., Трпфоно-вЬч'.'.у. Образование пкплентов в листьях.проса, при действии мапштного поля / Влияние _сстсстзепннх и слабых искусственных чагйутних поле:) па биологические объекты // Научные труды - Белгород, И'72'. 'Г.22. С. 102-111.
рч
19. Трифонова М.Ф. Рост и урозай ячменя при предпосевном воздействии постоянным током // Вопросы биологии. - Хабаровск, 1974. - С.142-149.
20. Трифонова M.S. Влияние постоянного тока на обогащение семян микроэлементами и некоторые морфофизиологические особенности развития ячменя / Новое в электрофизиологии растений // Труды. Горький, 1975. - Т.83. - С.105-117.
21. Трифонова М.О. Проницаемость клеток растений при действии постоянного тока // Материалы 2=й краевой конф. молодых ученик "Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов". - Хабаровск, 1976. - C.I38-I4I.
22. Трифонова М.Ф., Сиротина Л .В. Образование хлорофилла в этиолированных проростках ячменя на свету при предпосевном воздействии достоянным током // Материалы Б=й конф. молодых ученых и специалистов "Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов". - Хабаровск, IS73. - С.23-57.
23. Трифонова И.О. Синтез растворимых Сахаров на П-ХП этапах органогенеза ячменя // Материалы 3=й конференции молодых учених и специалистов "Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов." - Хабаровск, 1973. - С.28-50.
24. Сироиша I.B., Сиротин А.Л., Трифонова М.З. Изменение метаболизма семян проса под влиянием магнитного поля // Сб. научн.гр". ."Пути повцшения урожайности полевых культур и качества их продукции". - Саратов, 1978. - С.20-30.
25. Еляндур О.В., Трифонова I.Ï.5., Ко гут ы.З. Теоретические предпосылки применения лазерного излучения в селекционно= v генетических исследованиях // Иеавуз. сб.научн. статей. Селекция, семеноводство и возделывание гречихи на Подолье. - Кишинев, 1981. - С.9-13. 4 *
•toi"
25. Сиротина Д. 13., Снроган A.A., Трифонова М.й>. Влияние искусственного магнитного поля на содержание хлорофилла в листьях проса в последействии // Пауч, груды УСХА "Повыпение урожайности и качества сельскохозяйственных культур". - Киев, 1981. - G.68-73.
27. Ьобырь Л.Ф., 1.ариченко Г.И., Блянлур 'О.В., Трифонова М.Ф. Изменение физиологических параметров у некоторых сельскохозяйственных культур пол воздействием химических мутагенов и физиологически, активных вешеств // Тезисы докл.обл. научно- • производственной конф. - Брянск, 1982. - С.72-73.
28. Сиротина Л.В., Сирошн A.A., Трифонова 1.1.Ф. Продуктивность и структура урокая проса при предпосевном воздействии магнитным полем // Сб.науч.трудов УСХА "Совершенствование технологии возделывания зерновых культур". - Киев, 1983,-С.73-75.
. 29. Еляндур О.В., Девятков Н.Д..Наврсцхач Н.Б..Тргфоно^а 1.4.Ф. и др. Лазерный луч и его возможности в сеяекционно=гене-таческих исследовадиях кукурузы, Монография. - дишнев: Шппш-ца, 1987. - С.1-148.
30. Бляндур O.D., Абрамова Н.В., Цеглов А.У., Трифонова М.Ф. и др. Способ изменения наследсзвенных признаков растений. Авторское свидетельство, 1983.
31. 1;ариченко Г.К., Трифонова М.Ф. Наследуемость содержания хлорофилла н генетический-эффект отбора у радионутангов кукурузы. Применение физического и химического мутагенеза в сельском хозяйстве // Тезисы I Всесошн. совещания. - ¡Кишинев, 1987. - С. 53-54.
32. 1'ариченко ГЛ., Трифонова- М.Ф. Содержание хлорофилла у хемо= и радиомутантов кукурузы У/ Селъскохозя£ственная/ра-диобиология. - Кишинев, 1989. - С.38-71.
33. Клейменов Э.З., ллеоный B.C., Трифонова М.Ф. Сила роста и скорость прорастания семян, обработанных электромагнитным излучением //'Сельскохозяйственная радиобиология. -Кишинев, 1989. - С.75-80.
34. Клейменов Э.В., Хлебный B.C., Трифонова М.Ф. Пьезоэлектрический способ измерения силы давления прораставшего семени // Межвузовский сборн. научных трудов "Сельскохозяйственная радзюбийЛ01ияи. - Кишинев, 1990. - С.70-75.
35. Трифонова М.Ф., Суслова C.B., Андреева C.B., Винниц-«
кая М.Ю. К вопросу использования физических факторов в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур // Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции "Использование, надежность и ремонт машин, электронизация процессов и технических средств в сельскохозяйственном производстве арз^дной зоны". -Ашхабад, 1991. - С. 91-92,
36. Алексеева Е.С., Рарок В.А., Трифонова М.Ф. Влияние радиационных излучений на гречиху // Межвузовский сборн."Вузы -агропромышленному комплексу". - M,, 1991. - С.Г17-П8.
37. Сиротин A.A., Сиротина Л.В., Суслова С.Б., Трифонова .М.ф. -Действие магнитного 4)ля на морфофизиологические процессы в онтагенезе проса // Меввузовский сборн. "Вузы - агропромышленному комплексу". - Ы. ,\ 1991. - С.85-97.
38. Сиротин A.A., Сиротина JI.В., Трифонова ГЛ.Ф. Морфофизис логая проса. Книга. - ?.!.: Изд=во МСХА, 1992. - C.I-I92.
/
-
Трифонова, М.Ф.
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Краснодар, 1995
-
ВАК 06.01.09
- Агромелиоративные основы и автоматизация управления выращиванием полевых культур на орошаемых землях Поволжья
- Влияние многолетнего применения различных систем обработки на агрофизические показатели плодородия дерново-подзолистой глееватой почвы и продуктивность полевых культур в условиях Центрального Нечерноземья
- Влияние систем удобрения на содержание подвижного алюминия в дерново-подзолистых почвах и продуктивность полевых культур в Вятско-Камской провинции
- Средообразующая роль полевых капустовых культур в звене зернопарового севооборота
- Технологические и биологические приемы адаптивной интенсификации в кормовых севооборотах юга Западной Сибири
