Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки

Дерунов, Игорь Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки
ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки"

На правах рукописи

ДЕРУНОВ Игорь Викторович

РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕМЯН РАЗЛИЧНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ

Специальность 06.01.03 — агропочвоведение, агрофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена в ГНУ ордена Трудового Красного Знамени Агрофизический научно-исследовательский институт

Россельхозакадемии

Научные руководители:

- доктор биологических наук Архипов Михаил Вадимович;

- доктор сельскохозяйственных наук, доцент Терлеев Виталий Викторвич.

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук Николенко Владислав Федорович;

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор Осипова Галина Степановна.

Ведущая организация:

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства имени Н.И. Вавилова.

Защита диссертации состоится .2004 г.

в _4£5г-часов на заседании диссертационного совета Д 006.001.01 в Агрофизическом научно-исследовательском институте по адресу: 195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Агрофизического научно-исследовательского института.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направить по адресу:

195220, г. Санкт-Петербург, Гражданский пр., 14, АФИ.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Архипов М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время важнейшей государственной проблемой, относящейся к продовольственной безопасности Российской Федерации, является обеспечение надежного контроля качества производственных партий семян, зерна и продуктов их переработки.

Существенную роль в снижении этого качества играет наличие в семенах (зерне) различного рода внутренних дефектов (скрытая травмированность, скрытое прорастание, скрытая заселенность и поврежденность вредителями), обусловленных экогенными и техногенными факторами производства зерна (Варшалович, 1958; Редькина, Зайцев, Архипов, 1984; Савин, Великанов, Архипов и др., 1988; Пехальский, 1993; Батыгин, 1998; Якушев, Архипов, Желудков, 2001). Семена со скрытыми дефектами не могут быть отсепарированы на существующих сортировальных машинах, и поэтому они являются постоянной составляющей всех производственных партий семян (зерна), однако возможная их регистрация с помощью метода мягколучевой рентгенографии (Архипов и др. 1982; Савин, Архипов, 1985; Русакова, 1997; Огаиёаз, УеИкаиоу, АгкЫроу, 2001, АгкЫроу, 2003) позволяет предложить новые интроскопические приемы сепарации семян.

Широкий спектр внутренних повреждений структур зерновки, возникающих на различных этапах выращивания, уборки, послеуборочной подработки и хранения зерновой массы, службами надзора за качеством семян (зерна) по различным причинам пока не контролируются, хотя на некоторые типы дефектов имеются соответствующие государственные стандарты. Все это и определяет своевременность и актуальность проведения данной работы.

Имеющийся в настоящее время широкий рынок зерна в различных регионах России и странах ближнего и дальнего зарубежья требует привлечения ускоренных методик контроля качества больших объемов закупаемого зерна (в том числе карантинного). Использование для этих целей как существующих в стандартах, так и новых хозяйственно значимых рентгенпризнаков качества зерна существенно повысит достоверность и надежность диагностики качества зерна, учитывающей широкий спектр скрытых дефектов и аномалий.

Усовершенствование рентгеноаппаратуры и методик массового экспресс-анализа различных типов внутренних дефектов в семенах (зерне), а также выявление возможных причин возникновения этих дефектов при производстве и хранении агросырья позволят получить более детальную информацию о его качестве и биобезопасности, существенно минимизируя возможные риски от нештатных ситуаций (в том числе агротеррористических) в зерновом секторе АПК России.

Цель и задачи исследования

Целью исследования являлись:

- обоснование возможности применения рентгенографии как метода массовой экспресс-диагностики рентгенпризнаков (позитивных и негативных), характеризующих качество партий семян и запасов зерна, а также продуктов их переработки (солод, зерновой мицелий);

- изучение особенностей состояния внутренних структур семени, обусловленного интегральным воздействием экогенных и техногенных факторов внешней среды, с помощью метода мягколучевой рентгенографии с прямым рентгеновским увеличением.

Для достижения этой цели были поставлены и решены

следующие задачи:

- определить режимы рентгеносъемки семян овощных культур (огурцы, томаты, салат, укроп), риса и кукурузы и получить их рентгенограммы для составления атласа рентгенобразов внутренних структур семян различных сельскохозяйственных культур;

- оценить эффективность разработанной методики рентгенсепарации семян огурца и провести ее апробацию на тепличном комплексе Агрофирмы «Лето»;

- изучить возможность использования рентгенографии для оценки качества продуктов переработки семян и зерна (солод, зерновой мицелий);

- оценить возможности рентгенографии в целях оперативного мониторинга качества производственных партий семян и запасов зерна при решении вопросов их получения, отбора, сохранности и обновления;

Научная новизна

Метод мягколучевой рентгенографии позволил выявить в семенах (зерне) скрытые дефекты, обусловленные суммарным влиянием экогенных и техногенных факторов внешней среды, т.е. охарактеризовать особенности семени как агрономического объекта. Семена разных сельскохозяйственных культур различаются набором рентгенпризнаков, определяющих их качество.

Выявлены специфические рентгенпризнаки зернового мицелия, отражающие степень взаимодействия зерновки и мицелия в процессе выращивания гриба-шампиньона.

Показано, что в процессе хранения конкретных партий стратегических запасов зерна наблюдается увеличение в них доли зерна с рентгеннегативными признаками.

Практическая значимость работы

Показано, что возможности мобильного рентгенографического комплекса и предложенные режимы его работы являются научно-методической основой создания контрольно-диагностической передвижной лаборатории массового экспресс-анализа качества партий семян, зерна и продуктов их переработки при проведении досмотра службами семенных, хлебных и карантинных инспекций.

Определены оптимальные режимы рентгеносъемки семян огурца, томата, укропа, салата (16-18 кВ, 60 -75 мкА с экспозицией 2 мин), риса и кукурузы (20 кВ, 80 мкА с экспозицией 2 мин). Установлена перспективность приемов рентгенсепарации семян огурца (на примере сорта «Вилина») для отбора биологически полноценных семян и получения хозяйственно-ценной рассады.

Показано, что рентгенографическая оценка солода (определение доли проросших семян в оцениваемых партиях) позволяет надежно дифференцировать производственные партии солода по их качеству.

рентгенпризнаки семян овощных культур (огурец, томат, укроп, салат), риса и кукурузы, которые представлены в атласе рентгенобразов и могут быть использованы в работе служб контроля качества семенной продукции.

Положения, выносимые на защиту

- особенности внутреннего состояния структур зерновки характеризуют интегральное влияние экогенных и техногенных факторов в процессе получения семенного материала;

- наличие вариабельности рентген признаков (позитивных и негативных) в партиях семян, отражая различия в их качестве, позволяет осуществлять отбор лучших партий и рентгенсепарацию биологически полноценных семян;

- рентгенография семян (зерна) и продуктов переработки является эффективной методикой массового экспресс-досмотра производственных партий агросырья в семенном, хлебном и карантинном контроле.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы представлены и обсуждены на: семинаре руководителей и специалистов предприятий и организаций Северо-Западного региона РФ, обеспечивающих хранение зерна и хлебопродуктов Госрезерва (23-24 января 1997 г., Санкт-Петербург); конференции "Агрохимические,

агроэкологические, экономические проблемы и пути их решения при возделывании зерновых и других культур"(ноябрь, 1998 г., Москва); научно-практической конференции "Экология и

сельскохозяйственная техника" (май, 1998 г., Санкт-Петербург-Павловск, СЗНИИМЭСХ); международной научно-практической конференции "Семя" (декабрь, 1999 г., Москва); заседании Санкт-Петербургского межпарламентского форума по борьбе с терроризмом (26-28 марта 2002 г., Санкт-Петербург); заседании круглого стола "Проблемы обеспечения продовольственной безопасности государств - участников СНГ в рамках Петербургского экономического форума СНГ" (июнь, 2003 г., Санкт-Петербург); международной научно-практической конференции "Состояние, проблемы и опыт аналитического приборостроения для сельскохозяйственного производства, пищевой, перерабатывающей промышленности и робототехнических систем точного земледелия" (25-27 мая 2004 г.,

Санкт-Петербург); ХП-й Всемирной конференции по механизации полевых экспериментов (5-9 июня 2004 г., Санкт-Петербург — Пушкин).

Публикации

Основное содержание работы отражено в четырех публикациях, одна работа находится в печати.

Структура и объемработы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и списка литературы, изложена на страницах

машинописного текста, содержит '¿¿_ таблиц и 1С рисунков. Список литературы включает наименований, из них зарубежных

авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы, определены цели и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Литературный обзор

Рассмотрены особенности и место рентгенографического анализа в методах оценки качества семян (зерна) и продуктов переработки с учетом существующих отечественных и международных стандартов в области семенного, зернового и карантинного контроля. Показаны возможности разработанной в Агрофизическом институте и ЛОЭП "Светлана" мягколучевой рентгеновской аппаратуры и технологии для мониторинга скрытых дефектов и аномалий в зерновке, возникающих при экогенных и техногенных воздействиях на растительный материал в условиях индустриального зернопроизводства (Андрущенко, Архипов и др., 1983, Стык, Грундас, Савин и др., 1989; Гечу, 1992; Батыгин, Архипов, 1999; Савин, Русакова, 1999; Архипов и др., 2001). Такой подход позволяет по-новому подойти к проблеме отбора биологически наиболее полноценных индивидуальных семян, к отбору партий семян (зерна) с минимальным уровнем скрытой травмированности, а также более точно осуществлять прогноз длительности сохранности семенных и зерновых запасов (в том числе страховых и стратегических фондов). Дана оценка перспективности рентгенографии с учетом новых приборных разработок в области экспресс-досмотра партий семян (зерна) как в пределах России, так и при экспортно-импортных поставках для обеспечения надежного

контроля качества зернового материала с учетом-фитосанитарных рисков.

Глава 2. Методика

2.1. Объекты иметоды исследования

В работе исследовали интроскопические характеристики семян различных с.-х. культур и продуктов их переработки, а именно:

- овощных (огурец Cucumis sativus L., томат Lycopersicon lycopersicum (L.) Karsten, салат. Lactuca sativa L., укроп Anethum graveolens L.);

- зерновых (ячмень Hordeum sativum L., пшеница Triticum aestivum L., кукуруза Zea mays L., рис Oryza sativa L.);

- продукты переработки семян (зерна) - солод, зерновой мицелий.

Для оценки особенностей внутренней структуры семени использовали метод мягколучевой рентгенографии с прямым рентгеновским увеличением в режиме: напряжение на трубке 16-25 кВ, сила тока 60-80 мкА, экспозиция 2-4 мин, увеличение 2-5 раз. Рентгенанализ образов семян (дешифрование) был проведен на 3 (4) пробах семян по 100 шт., отобранных из среднего образца партии семян согласно ГОСТ 12037-66. Такая же выборка использовалась при анализе образцов солода и зернового мицелия. Для ускоренной оценки скрытых дефектов зерна использовалась навеска из 1000 зерен в соответствии с ГОСТ 28666.4-90. Достоверность полученных результатов подтверждена достаточным объемом выборки, применением методов математической статистики.

2.2. Мобильный рентгенкомплекс для массовой экспресс-оценки качества семян

Мобильный рентгенкомплекс состоит из переносного рентгенаппарата на базе излучателя РЕПС, набора емкостей для проявления фотопленок, кассет для одновременной проявки 10 пленок и негатоскопа для просмотра рентгенснимков и их дешифрирования.

Рентгенаппаратура комплекса по основным параметрам контроля внутренних структур зерновки удовлетворяет требованиям стандартов ИСО 1162-76, ГОСТ 28666.4-90 и ГОСТ 28420-89.

В работе рассматривается порядок эксплуатации рентгенкомплекса, методические особенности рентгеносъемки партий семян (зерна) и продуктов их переработки.

Глава 3. Результаты

3.1. Обоснование возможностей рентгенографии для массовой экспресс-диагностикирентгенпризнаков, характеризующихкачество семян (зерна)

3.1.1. Определение внутренней трещиноватости эндосперма семян (зерна)

Внутренние трещины эндосперма на рентгеноснимках фиксируются в виде тонких, темных поперечных линий на светлом фоне неповрежденной ткани, проходящих через всю вершину проекции зерновки или ее часть.

Трещины могут иметь экогенное и техногенное происхождение. Так как негативное влияние на посевные качества семян оказывают мелкая трещиноватость при числе трещин 4 и более, а также грубая трещиноватость, то группы семян с этими признаками целесообразно объединить в одну группу семян с сильной трещиноватостью.

Оценка партий семян по этому признаку позволяет характеризовать интегральное влияние условий формирования семян и режимов их уборки, сушки и послеуборочной подработки на показатель скрытой поврежденности зерновки (табл. 1).

Таблица 1

Результаты рентгенографического анализа партий семян (зерна) ячменя по признаку сильной трещиноватости

№ п/п Варианты Доля семян в партии. %

Ростовская область (семена)

1 Задонский 8. элита 79,4±4,3

2 Задонский 8,1 репродукция 42,1 ±4,9

3 Задонский 8,11 репродукция 33,1±4,7

4 Одесский 100, III репродукция 31,7±4,6

5 Одесский 100, IV репродукция 57,7±5,1

Морской порт Санкт-Петербурга (зерно)

6 Теплоход Сестрорецк (Швеция) 1,0±0,2

7 Теплоход Св. Георгий Победоносец (Франция) 42,0±4,9

8 Теплоход Волга 44 (Франция) 99,0±5,6

9 Теплоход Охотск (Дания) 97,0±5,5

10 Теплоход Омский 137 (Дания) 93,2±5,3

11 Теплоход Сормовский (Великобритания) 83,8±4.8

Процентное содержание трещиноватых семян- по

определенным группам или их совокупностям вычисляется по формуле:

Хт = (Нт/Н)-100%,

где - количество трещиноватых зерновок;

Н - количество зерновок, отобранных для анализа (300-400 шт.). Признак скрытой трещиноватости является характерным для семян ячменя, пшеницы, риса и кукурузы.

3.1.2. Определение скрытого прорастания в семенах (зерне)

Наиболее четкий рентгенпризнак начальных этапов прорастания - появление светлого пятнышка (округлого или эллипсовидного) в верхней половине изображения зародыша с темной точкой в области ростка зародыша - свидетельствует об отклонении кончика ростка от стенки щитка в процессе начавшегося его роста. Более поздняя стадия прорастания - наряду с белым пятном проекция корешка выходит за пределы зерновки. Внутреннее прорастание семян определяют по двум навескам (10 г каждая), взятым в соответствии с ГОСТ 13586.2-81 из навески для выделения сорной и зерновой примесей.

Оценка партий семян (зерна) по этому признаку, снижающему посевные качества семян и технологические свойства зерна, приведена в табл. 2.

Таблица 2

Результаты рентгенографического анализа партий семян (зерна)

ячменя по признаку скрытое прорастание

№ п/п Варианты Доля семян в партии, %

Ростовская область (семена)

1 Задонский 8, элита 3,0±0,9

2 Задонский 8,11 репродукция 34,6±4,7

Морской порт Санкт-Петербург (зерно)

3 Теплоход Мерит (Германия) 8,0±2.4

4 Теплоход Маркобалк (Дания) 2,0±0,7

5 Теплоход Сормовский (Дания) 5,0±1,5

6 Теплоход Краслава (Дания) 5,9±1,9

Процентное содержание проросших зерен Хп вычисляется по формуле:

ХГ] = (Нп/Н)-100%,

где - количество проросших зерновок;

Н - количество зерновок, отобранных для анализа. Признак скрытого прорастания (как рентген негативный) является характерным для семян пшеницы и ячменя, это же показатель, но уже как ренгенпозитивный признак - один из основных показателей, характеризующий качество солода.

3.1.3. Определение скрытой зараженности и поврежденности семян (зерна) насекомыми-вредителями

К зараженным в скрытой форме относятся зерна с наличием живых вредителей на всех стадиях развития. Повреждения семян насекомыми имеют вид темных полос. Оценка партий зерна по этим признакам представлена в табл. 3.

Таблица 3

Результаты рентгенографического анализа партии зерна по признакам скрытой поврежденности и зараженности насекомыми

К» п/п Варианты Кол-во поврсжд. зерен, штУкг Кол-во зародышей зерен. штУкг Доля семян со скрытой поврежх, % Доля семян со скрытой заражен.. %

Мельничный комбинат им. С.М. Кирова, пшеница

1 Казахстан 40±2

2 Франция 630±30 500±28 1.8±0,2

3 Великобритания 44±2 30±2 0,12±0,01

4 Германия 20±1

5 Дания 20±1

6 Ростовская обл. (ст. Зимовники) 1200±70

Аппаратура идентифицирует наличие насекомых внутри семени на стадиях от ранней личинки до взрослого насекомого. Молодая личинка выглядит светлым овалом внутри темного выгрызенного хода. На снимке видны мелкие детали и особенности' формы тел взрослых насекомых и их личинок, что позволяет отнести идентифицируемых вредителей к определенному (в том числе карантинному) виду.

Движения насекомых во время съемки приводят к изменению их положения в зерновках и делают рентгеновские проекции размытыми, что позволяет идентифицировать насекомых как живых.

По четырем повторностям подсчитывается суммарное количество зараженных зерен Х3 и рассчитывается их количество в 1 кг зерна. Процентное содержание зараженных зерен в навеске вычисляется по формуле:

Хз = (Нз/Н)-Ю0%,

где Хз - количество зараженных зерен в процентах; Нз -- количество обнаруженных зараженных зерен; Н - общее количество зерен в навеске.

Аналогично вычисляется процентное содержание поврежденных насекомыми зерновок.

В заключительной части раздела отмечается, что все вышерассмотренные рентгенпризнаки, четко выявляемые на рентгенограммах характеризуют различные аспекты качества семян, включены в методические рекомендации по рентгенографии семян, являются важным дополнением к существующим стандартам по рентгенографии в области семенного, хлебного и карантинного контроля и научно-методической основой для их гармонизации с имеющимися мировыми стандартами в этой области.

3.2. Разработка методов рентгенографического анализа семян овощныхкультур

В процессе производства семян овощных культур, учитывая различия в условиях их формирования на материнском растении, могут быть получены семена, содержащие различного типа аномалии и дефекты экогенного характера. Запросам семеноводства овощных культур наиболее полно отвечает рентгенографический метод, так как он, являясь неразрушающим, позволяет отбирать как наиболее качественные индивидуальные семена, так и лучшие партии семян для получения в теплицах высококачественной рассады. Анализ рентгенографического изображения семян овощных культур позволяет выявить характерные особенности их внутренних формообразующих структур и классифицировать по биологической значимости, опираясь на известные аналогии, полученные для семян зерновых культур. Результаты рентгенанализа представлены в табл. 4-5.

Таблица 4

Количество групп семян с различными рентгенпризнаками в партии семян огурца

Образец Затемнение в семядолях, % Отделенные семядоли, % Аномалии формы семядолей, % Тени в области корешка, % Разрыв в семядолях, % Аномалии формы корешка, %

"Вилина", урожай 1996 г., вех. 99% 11,7±3.2 12,7±3,2 11,7±3,2 3.9±1,7 1,0±0,2 4,9±1,8

Гибрид "Аэлита", урожай 1997 г.. вех. 99 % 1,0±0,2 7,8±2,б - 14,7±3,6 - -

Из всех выявленных рентгенпризнаков состояния внутренних структур семени репрезентативными (в разной- степени), оказывающими значительное влияние на» ростовые показатели, являются: наличие пустых и недовыполненных семян; затемнение в семядолях, их разрывы и отслоение оболочек. Дальнейшее уточнение классификации этих признаков по степени их биологической значимости требует дополнительных экспериментов- по рентгеносъемке индивидуальных семян и сопоставления того или иного рентгенпризнака с соответствующими ему ростовыми, показателями.

Возможности рентгенографической методики для проведения сепарации семян в целях получения высококачественной рассады было проведено на примере семян огурца сорта "Вилина" в Агрофирме "Лето".

Таблица5

Количество групп семян с различными рентгенпризнаками

в партии семян томата.

Образец "Рисунчагость", % Равномерная затемненность, % Локальная - затемненность, % Трещины, %

"Красная стрела", урожай 1996 г., вех. 95 % 11,3±3,2 3,3±0,9 9,3±2,3 1,3±0,2

"Яа155а", урожай 1991 г., вех. 95 % 99т3±5.6 - 5.3±1,9 ■

Показано, что при выращивании рассады из партии семян без рентгенсепарации количество нормальных растений огурца к моменту учета рассады составило 79%, из них к стандарту относилось 53%. В варианте с рентгенсепарацией процент взошедших биологически полноценных семян и растений, отнесенных к стандарту, был один и тот же и составил 97%. Вместе с тем, для партии семян с рентгеннегативными признаками (их доля составила 12%) процент растений, отнесенных к стандарту, составил 48%. Дальнейшее выращивание в теплице рассады из сепарированных семян с рентгенпозитивными признаками показало сохранение тенденции к более быстрым темпам роста растений и их более раннему цветению, что свидетельствует о перспективах применения рентгенсепарации в селекции и овощеводстве.

3.3. Разработка методов рентгенографического анализа продуктов переработки семян и зерна (солод, зерновой мицелий)

Для оценки возможности применения метода рентгенографии в целях контроля качества солода (в первую очередь определение числа проросших семян ячменя) был проведен анализ партий солода, поступивших в Морской порт Санкт-Петербурга. Режим съемки: 20 кВ, 80 мкА, экспозиция 3 мин. Было проанализировано 60 образцов по рентгенографическому признаку - скрытое прорастание. Выборочные данные оценки степени прорастания ячменя в образцах солода представлены в табл. 6. Анализ полученных результатов позволяет сделать заключение о том, что рентгенографический анализ дает возможность достаточно четко дифференцировать партии солода по качеству, выявляя образцы, не соответствующие стандарту (№ 11, табл. 6) или относящиеся к тому или иному классу качества.

Таблица б

Результаты рентгенанализа образцов солода, полученных в Морском порту Санкт-Петербурга от Пограничной инспекции по карантину растений в Санкт-Петербурге и Ленинградской области

№ п/п Теплоход Дата прибытия Страна- экспортер Прорастаемость, %

1 Балтийский-102 10.09.01 Германия 98,0±5.6

2 Новеп Ларрес 27.08.01 Великобритания 91.8±5,2

3 Бартен 29.12.01 Великобритания 93.8±5.3

4 Мариола 02.02.02 Бельгия 94,4±5,3

5 Каунас 03.03.02 Великобритания 89,4±5,0

6 Бергхов 07.02.02 Великобритания 85,6±4,9

7 Балтийский 08.02.02 Франция 98,9±5,6

8 Шилува 09.08.02 Германия 97.5±5,5

9 СТ-1338 10.08.02 Дания 99,0±5,6

10 Лалога-102 13.08.02 Швеция 92,0±5,2

11 Катарина Скамер 18.08.02 Германия 57,5±5.0

12 М. Паулс 21.04.03 Бельгия 97,0±5.6

В технологиях по выращиванию гриба-шампиньона в качестве посадочного материала используется зерновой мицелий. Было проведено три эксперимента по оценке скрытых показателей внутренней структуры зернового мицелия на шампиньонном комплексе Агрофирмы "Лето". Анализ рентгенснимков зернового мицелия на завершающей стадии выращивания шампиньонов (первый эксперимент) показал, что зерновка (зерно пшеницы) может расходоваться как за счет взаимодействия с ней мицелия по поверхности (уменьшение размера "плотного" силуэта), так и по всему объему (общее потемнение рентгеновской проекции зерновки). Заслуживает внимания и < встречающиеся варианты с устойчивостью всей зерновки или ее части к разрушающему действию мицелия.

Результаты второго эксперимента по рентгенанализу зернового мицелия после 3,10, 17 и 24 суток проращивания грибницы в камерах Агрофирмы "Лето" показали, что выявленное в первом эксперименте разнообразие рентгенпризнаков связано в определенной степени с длительностью взаимодействия мицелия с зерновкой и индивидуальными особенностями (качеством) зерновок (внутренняя выполненность, скрытая трещиноватость и др.). Результаты этого эксперимента представлены в табл. 7.

Таблица 7

Результаты рентгенанализа зернового мицелия на 24 сутки после их проращивания на шампиньонном комплексе Агрофирмы "Лето"

№ п/п № камеры Доля зерновок с незначительными внутренними повреждениями структуры, %

1 К-6 82

2 К-2 62

3 К-26 59

4 К-3,4 58

5 К-25 50

6 К-5 48

7 К-27,1 43

8 К-20,21 29

9 К-24 26

10 К-23 25

В таблице 7 данные по рентгенанализу образцов зернового мицелия ранжированы по степени утилизации зерновки грибом от минимальной (варианты 1-4, в которых продуктивность шампиньонов низкая) до максимальной (варианты 8-10, в которых продуктивность шампиньонов высокая). Дальнейшее детальное изучение выявленных дефектов позволит, с одной стороны, определить влияние качества зерновок на продуктивность гриба, с другой стороны, разработать технологии их подготовки, обеспечивающих при взаимодействии с разными штаммами мицелия наибольший выход товарной продукции.

3.4. Интроскопический мониторинг производственных партий семян и зерна

Рентгенографическая оценка скрытой травмированности производственных партий семян и зерна, полученных за несколько лет из разных регионов России и из-за рубежа, дает возможность получения объективной картины интегрального влияния экогенных и техногенных факторов при производстве семян и зерна в различных условиях. Это позволяет осуществлять отбор партий семян с минимальным уровнем скрытой поврежден ности и при необходимости прогнозировать длительность хранения.

Результаты рентгенографического исследования партий семян из различных зернопроизводящих районов России и из-за рубежа представлены в табл. 8-12.

Приведенные в табл. 8 и 9 данные свидетельствуют о широкой вариабельности признака сильной трещиноватости в партиях семян ячменя и пшеницы (от 3% до 56%), полученных в различных регионах России при разном уровне экогенных и техногенных факторов. Изучение роли этих факторов в возникновении и локализации в зерновке скрытых дефектов, а также исследование их влияния на семенную продуктивность необходимо продолжить.

Таблица 8

Рентгенографический анализ семян пшеницы (Ставропольский край, опытное хозяйство Ставропольского НИИСХ) по признаку сильной

трещиноватости

№ п/п Варианты Доля семян в партии, %

1 Пшеница "Исток", питомник 17,8±4.0

2 Пшеница "Исток", суперэлита 20,7±4,1

3 Пшеница "Исток", элита 52,3±4,9

Таблица 9

Рентгенографический анализ семян ячменя (Ленинградская, Московская и Ростовская обл.) по признаку сильной трещиноватости

№ п/п Варианты Доля семян в партии, %

Ленинградская область

1 Партия 1 (Лужский район) 43±5

2 11артия 2 (Лужский район) 30±4

3 Партия 3 (Лужский район) 50±5

4 Партия 1 (Всеволожский район) 3±1

Московская область

5 Партия 1 36±4

6 Партия 2 56±5

7 Партия 3 9±2

8 Партия 4 19±3

Ростовская область

9 Партия 1 38,0±4,8

10 Партия 2 51,3±4,9

11 Партия 3 24,7±4,3

Анализ результатов табл. 10 показывает, что поступающие в Санкт-Петербург партии зерна (ячмень, пшеница) характеризуются в основном высоким уровнем признака сильной трещиноватости.

Таблица 10

Рентгенографический анализ партий зерна (Мельничный комбинат им. С.М.Кирова, Морской порт Санкт-Петербурга) по признакам сильной трещиноватости и скрытого прорастания

№ п/п Варианты Доля семян с сильной трещи но-ватостью, % Доля семян со скрытым прорастанием, % Сильная трещи но-ватость. шт./кг Скрытое прорастание, шт./кг

Мельничный комбинат им. С.М.Кирова.

1 Пшеница (Франция) - - 180±20 120±14

2 Пшеница (Казахстан) - - 160±15 -

3 Пшеница (Франция) - - 400±35 33±4

4 Пшеница (Великобритания) - - 1300±90 420±30

5 Пшеница (Германия) - - 820±65 100±8

6 Пшеница (Великобритания) - - 1080±85 60±5

7 Пшеница (Дания) - - 200±18 20±1

8 Пшеница (Германия) - - 780460 220±18

№ п/п Варианты Доля семян с сильной трещино-ватостью, % Доля семян со скрытым прорастанием, % Сильная трешино-ватость, штУкг Скрытое прорастание, шт7кг

Морской порт Санкт-Петербу ?га

9 Ячмень (Дания) 80,3±4,5 - - -

10 Ячмень (Дания) 94,8±5,3 5,6±1,8 - -

II Ячмень (Дания) 97,4±5,5 3,4±0,8 - -

12 Ячмень (Дания) 96.7±5,5 0,6±0,07 - -

Кроме того, в партиях имеются зерна с признаком скрытого прорастания (от 20 до 420 шт./кг, или от 0,6 до 5,6%). Дальнейшие работы по изучению влияния этих признаков на технологические показатели продуктов переработки зерна, а также по оценке целесообразности хранения этих продуктов представляются весьма перспективными. Особый интерес проведенные работы представляют в связи с необходимостью детальной оценки качества зерна, закладываемого на длительное хранение (стратегические запасы), и семян страховых (резервных) запасов страны.

Анализ рентгенограмм продовольственной пшеницы (табл. 11, вариант 2), заложенной на длительное хранение, показал, что исходно она имеет высокий уровень скрытых дефектов, а в процессе хранения доля зерна с рентгеннегативным признаком (повреждение насекомыми) достоверно увеличивается в 2,5 раза (табл. 12, вариант 2). Кроме того, на рентгенограммах партий зерна в этом варианте выявлено 4% жизнеспособных личинок насекомых. Полученные результаты дали основание Северо-Западному территориальному управлению Госкомрезерва РФ принять решение о необходимости оперативной замены этой партии пшеницы.

Анализ большого количества партий семян и зерна методом рентгенографии подтвердил, что из существующего набора показателей, комплексно характеризующих качество семян (зерна), важным показателем, дополняющим традиционные, является рентгенографическая оценка состояния внутренней структуры зерновки и он должен быть включен в новые технически регламенты по ускоренной оценке качества зерна (семян). Известно, что даже очень незначительные изменения в структуре могут сильно влиять на качество семян (зерна), а любые повреждающие воздействия экогенного и техногенного характера всегда приводят к возниконовению дефектов в его структуре.

Таблица11

Рентгенанализы образцов зерна и семян, полученных на Лужском комбикормовом заводе (первый анализ)

№ п/п Вариант Доля зерна, поврежденного насекомыми, % Доля зерна (семян) со скрытой трещиноватостью, %

1 Пшеница продовольственная - 30±4

2 Пшеница продовольственная (зараженная) 17±3 18±3

3 Ячмень (АОЗТ "Скреблово") - 26±4

Таблица 12

Рентгенанализы образцов зерна и семян, полученных на Лужском комбикормовом заводе спустя 2 месяца после первого анализа

№ п/п Вариант Доля зерна, поврежденного насекомыми, % Доля зерна (семян) со скрытой трещиноватостью, %

1 Пшеница продовольственная - 27±4

2 Пшеница продовольственная (зараженная) 46±5 20±3

3 Ячмень (АОЗТ "Скреблово") - 30±4

Модернизация имеющегося варианта мобильного рентгенкомплекса позволит создать передвижную контрольно-диагностическую лабораторию для экспресс-анализа семенного, продовольственного и фуражного зерна с учетом показателей его биологической безопасности и обеспечить существенное снижение возможных фитосанитарных рисков в зерновом секторе АПК.

Заключение

Успех земледелия, составляющего основу благополучия человечества, невозможен без получения семена высокого качества. В работе рассмотрены некоторые из наиболее часто встречаемых биологически значимых рентгенпризнаков, признаков внутренние свойства семян как агрономического объекта. От точности и своевременности оценки качества посевного материала в значительной мере зависит практическая ценность производственных рекомендаций (включая и технологии точного земледелия) по "подработке" посевного материала в период его хранения, отбору лучших партий семян для посева, определению нормы высева и дальнейшему формированию элементов структуры урожая в поле. Этим и объясняется большое внимание, которое уделяется в агрофизике разработке и совершенствованию надежных прецизионных экспресс-методов (в том числе неразрушающих)

контроля качества семян. Одним из преимуществ рассматриваемого в работе метода мягколучевой рентгенографии является тот факт, что семена подвергаются исследованию без специальной предварительной подготовки. Это позволяет значительно сократить время исследования, исключает нежелательные изменения тканей вследствие действия на них различных химических и физических факторов. Наряду с этим, применяя рентгенографический метод изучения структуры семян, объект исследования сохраняется, и имеется возможность изучения ростовых функций и/или размножения в селекционно-генетических целях.

Исследование рентгенпозитивных и рентгеннегативных признаков качества семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки продемонстрировало широкие возможности рентгенографии для решения научно-теоретических вопросов, связанных с биологической и хозяйственной неоднородностью семенного материала, а также практических задач, стоящих перед службами семенного, хлебного и фитосанитарного (в том числе и карантинного) контроля.

В последние годы в России было признано некондиционным большое количество партий семян различных сельскохозяйственных культур. Действительно, как неоднократно подчеркивается в работе, одной из существенных причин сложившейся ситуации является отсутствие надлежащего контроля и соответствующей корректировки технологий выращивания, режимов уборки, послеуборочной и предпосевной обработок семенного материала, в процессе которых (а не только перед севом) следует управлять качеством семян с точки зрения минимизации их скрытых дефектов и аномалий.

При решении вопросов по формированию страховых фондов семян, стратегических (резервных) и мобилизационных запасов зерна крайне важно закладывать на хранение партии семян (зерна), способные длительно сохранять кондиционность посевных (технологических)свойств.

При решении вопросов по гармонизации отечественных и международных стандартов по рентгенографии семян важно, исходя из полученных в работе результатов развивать исследования по количественной оценке допустимой (не снижающей существенно посевные качества семян) доли семян в производственных партиях семенного материала с различными типами скрытых дефектов и аномалий. Большие перспективы открываются перед

рентгенографическим методом при решении арбитражных вопросов, что позволит обеспечить более высокий уровень экспертной оценки качества и биобезопасности продукции растениеводства.

В ближайшем будущем развитие рентгентелевизионной техники и компьютерных методик анализа рентгенобразов биообъектов позволит на новом инструментальном и методическом уровне решать задачи по экспресс-досмотру качества партий семян, зерна нового урожая и имеющихся запасов в полном их объеме, более точно определять их целевое назначение и степень хозяйственной годности при реализации на практике технологий прецизионного земледелия и растениеводства.

Выводы

1. Рентгенографическое исследование семян (зерна) и продуктов их переработки позволило:

- обосновать возможность применения рентгенографии для массовой экспресс-диагностики рентген признаков качества семенного материала;

- выявить характерные интегральные изменения внутренних структур зерновки, обусловленные влиянием экогенных и техногенных факторов при получении семян и продуктов их переработки.

2. Анализ рентгенографического изображения семян овощных культур огурца, томата, укропа, салата выявил наличие рентгенпризнаков (затемнение в семядолях, отслоение оболочек и др.), позволяющих отделять биологически полноценные семена от дефектных. На примере огурца сорта "Вилина" показана эффективность приема рентгенсепарации семян для получения хозяйственно-ценной рассады.

3. Полученные рентгенобразы семян некоторых овощных и зерновых культур были использованы при составлении атласа рентгенпризнаков в методических рекомендациях по рентгенографии сельскохозяйственных культур.

4. Установлено, что использование при оценке качества запасов зерна биологически значимых рентгенпризнаков (наличие личинок насекомых, скрытого прорастания) позволяет более точно прогнозировать допустимые сроки хранения запасов и требует включения их в технические регламенты по ускоренной оценке качества семян (зерна).

5. Показано, что рентгенографическая оценка партий солода и зернового мицелия (в процессе прорастания) позволяет выявлять их скрытые особенности, коррелирующие с качеством конечного продукта.

6. Возможности мобильного рентген комплекса массовой экспресс-оценки качества партий семян (зерна) и продуктов их переработки необходимо более широко использовать при досмотре агросырья (стратегические и резервные запасы зерна, страховые и переходящие фонды семян, подкарантинное растительное сырье) для выявления биологически значимых рентгеннегативных признаков всех типов в целях профилактики и своевременного предотвращения нештатных ситуаций (в том числе и агротеррористического характера) в зерновом секторе АПК России.

Список опубликованных работ

1. Разработка системы методов массового экспресс-контроля посевных качеств производственных партий семян зерновых культур, корректировка агротехнологий с учетом исходного качества посевного материала (в соавт. с Архиповым М.В., Батыгиным Н.Ф., Пономареико Е.И.) / В сб. тезисов конференции "Агрохимические, агроэкологические, экономические проблемы и пути их решения при возделывании зерновых и других культур". -М.:1998.-с.62.

2. Разработка рекомендаций по усовершенствованию режимов послеуборочной подработки семян (зерна) и условий хранения, обеспечивающих сохранность семенных и зерновых запасов (в соавт. с Архиповым М.В., Батыгиным Н.Ф. и др.). - Там же. - с.63.

3. Экологические принципы адаптивного семеноводства и контрольно-семенного дела (в соавт. с Архиповым М.В., Батыгиным Н.Ф. и др.)/ В сб. трудов научно-практической конференции "Экология и сельскохозяйственная техника". - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 1998. - с.50-51

4. Методика рентгенографии в земледелии и растениеводстве (в соавт. с Архиповым М.В., Алексеевой Д.И., Батыгиным Н.Ф. и др.). - М: РАСХН, 2001.-102 с.

5. Рентгенографический анализ экогенных и техногенных повреждений внутренней структуры зерновки для диагностики качества зерна и продуктов его переработки (в соавт. с Архиповым М.В., Гусаковой Л.П., Великановым Л.П.) / В сб. трудов ХИ-й Всемирной конференции по механизации полевых экспериментов, Санкт-Петербург - Пушкин, 2004 г. (в печати).

Подписано в печать 11.08.2004

Формат60x84/16 Печать офсетная. Бумага офсет. Объем 1,5 п. л. Тираж 120 экз. Заказ № 87 Типография ГНУ ИОВ РАО 191180, Санкт-Петербург, наб. р. Фонтанки, 78

#15790

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дерунов, Игорь Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА.

2.1. Объекты и методы исследования.

2.2. Мобильный рентген комплекс для массовой оценки качества семян.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Обоснование возможностей рентгенографии для массовой экспресс-диагностики рентгенпризнаков, характеризующих качество семян (зерна).

3.1.1. Определение внутренней трещиноватости эндосперма семян (зерна).

3.1.2. Определение скрытого прорастания семян (зерна).

3.1.3. Определение скрытой зараженности и поврежденности семян (зерна) насекомыми-вредителями.

3.2. Разработка метода рентгенографического анализа семян овощных культур.

3.3. Разработка метода рентгенографического анализа процессов переработки семян и зерна (солод, зерновой мицелий).

3.4. Интроскопический мониторинг производственных партий семян и зерна.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки"

Зерновые культуры, к которым принадлежать пшеница, рожь, ячмень кукуруза, рис и др., имеют большой удельный вес в мировом растениеводстве и дают основную массу продуктов питания для человека и кормов для животноводства. Эти культуры размножаются только семенами, поэтому их качество имеет исключительное влияние на величину и хозяйственную ценность урожая.

В России овощные культуры занимают около 800 тыс. га. На 2002 г. в Госреестре из более чем 1500 сортов и гибридов овощных культур до 30 % (в нее не включены семена, поступающие на приусадебные участки) составляют сорта и гибриды из стран дальнего зарубежья, поэтому наша страна уже в значительной степени начинает зависеть от поставок семян из-за рубежа, контроль качества которых (в том числе и карантинный) должен осуществляться и за показателями экологической и биологической безопасности семян (Медведев, 2002).

Надежное обеспечение страны продовольствием отечественного производства имеет стратегическое значение, поскольку от его наличия зависят национальная безопасность страны, существование самого государства и контроль качества агросырья — залог здоровья нынешнего поколения людей и наших потомков.

В настоящее время обеспечение надежного контроля качества производственных партий семян, зерна и продуктов их переработки является важнейшей государственной проблемой, относящейся к продовольственной безопасности Российской Федерации.

Существенную роль в снижении посевных и технологических свойств семян (зерна) играет наличие в них различного рода внутренних дефектов (скрытая травмированность, скрытое прорастание, скрытая заселенность и поврежденность вредителями), обусловленных экогенными и техногенными факторами производства зерна (Варшалович, 1958; Батыгин, 1980, 1998; Редькина, Зайцев, Архипов, 1984; Савин, Великанов, Архипов и др., 1988;

Пехальский, 1993; Батыгин, Архипов 1999; Якушев, Архипов, Желудков, 2001). Семена со скрытыми дефектами не могут быть отсепарированы на существующих сортировальных машинах, и поэтому они являются постоянной составляющей всех производственных партий семян (зерна), однако возможная их регистрация с помощью метода мягколучевой рентгенографии (Архипов и др. 1982; Савин, Архипов, Баденко, 1988; Гусакова, 1997; вгипскз, УеНкапоу, АгкЫроу, 1999; АгкЫроу, 2003) позволяет предложить новые интроскопические приемы сепарации семян.

Применение рентгенографии в контрольно-семенном деле позволит выбраковывать партии семян с предельно высоким уровнем скрытой травмированности (или путем рентгенсепарации индивидуальных семян) и обеспечить повышение урожайности за счет высева биологически полноценных семян в условиях открытого или защищенного грунта. Рентгенанализ запасов зерна (стратегических, мобилизационных, оперативного резерва) и качества продуктов его переработки (солод, зерновой мицелий) чрезвычайно важен как при отборе лучших партий зерна для закладки их на длительное хранение, так и для принятия решений о целевом использовании зерна и корректировке технологий его переработки. Имеющийся в настоящее время широкий рынок зерна в различных регионах России и странах ближнего и дальнего зарубежья требует привлечения ускоренных методик контроля качества больших объемов закупаемого зерна (в том числе карантинного). Использование для этих целей как существующих в стандартах, так и новых хозяйственно значимых рентгенпризнаков качества зерна существенно повысит достоверность и надежность диагностики качества зерна, учитывающей широкий спектр скрытых дефектов и аномалий.

Цель и задачи исследования

Целью исследования являлись:

- обоснование возможности применения рентгенографии как метода массовой экспресс-диагностики; рентгенпризнаков (позитивных и негативных), характеризующих качество партий семян и запасов зерна, а также продуктов их переработки (солод, зерновой мицелий);

- изучение особенностей состояния внутренних структур семени, обусловленного интегральным воздействием экогенных и техногенных факторов внешней среды, методом мягколучевой рентгенографии с прямым рентгеновским увеличением.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

-6- оценить возможности рентгенографии в целях оперативного мониторинга качества производственных партий семян и запасов зерна при решении вопросов их получения, отбора, сохранности и обновления;

Научная новизна

Практическая значимость работы

Определены оптимальные режимы рентгеносъемки семян огурца, томата, укропа, салата (16-18 кВ, 60-75 мкА с экспозицией 2 мин), риса и кукурузы (20 кВ, 80 мкА с экспозицией 2 мин). Установлена перспективность приемов рентгенсепарации семян огурца (на примере сорта «Вилина») для отбора биологически полноценных семян и получения хозяйственно-ценной рассады.

Рентгенанализ стратегических запасов зерна в процессе хранения позволил дать рекомендации о целесообразности нештатной замены отдельных партий зерна. Выявлены биологически значимые рентгенпризнаки семян овощных культур (огурец, томат, укроп, салат), риса и кукурузы, которые представлены в атласе рентгенобразов и могут быть использованы в работе служб контроля качества семенной продукции.

Положения, выносимые на защиту

- наличие вариабельности рентгенпризнаков (позитивных и негативных) в партиях семян, отражая различия в их качестве, позволяет осуществлять отбор лучших партий и рентгенсепарацию биологически полноценных семян;

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Дерунов, Игорь Викторович

выводы

1. Рентгенографическое исследование семян (зерна) и продуктов их переработки позволило:

- обосновать возможность применения рентгенографии для массовой экспресс-диагностики рентгенпризнаков качества семенного материала;

3. Полученные рентгенобразы семян некоторых овощных и зерновых. культур были использованы при составлении атласа рентгенпризнаков в методических рекомендациях по рентгенографии сельскохозяйственных культур.

6. Возможности мобильного рентгенкомплекса массовой экспресс-оценки качества партий семян (зерна) и продуктов их переработки необходимо более широко использовать при досмотре агросырья (стратегические и резервные запасы зерна, страховые и переходящие фонды семян, подкарантинное растительное сырье) для выявления биологически значимых рентгеннегативных признаков всех типов в целях профилактики и своевременного предотвращения нештатных ситуаций (в том числе и агротеррористического характера) в зерновом секторе АПК России.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ свобода от голода хотя и является самой низменной, но, вместе с тем, и самой первой и самой необходимой свободой».

Л. Фейербах кажущееся однообразие зерен по внешнему виду не может служить ручательством однородности по внутреннему достоинству, которое на самом деле определяется условиями роста и происхождения, большей частью различными для различных зерен».

А.П. Горячкин

За сто лет, прошедших со дня открытия Рентгеном Х-лучей, наука и техника добилась огромных успехов в их применении. Начиная с работ русского ученого-изобретателя радио A.C. Попова, создавшего в 1897 году рентгеновскую трубку, морского врача B.C. Кравченко, впервые использовавшего рентгеновскую аппаратуру в корабельном лазарете крейсера 1-го ранга «Аврора» в ходе Цусимского сражения в мае 1905 года для контроля хирургического вмешательства, а также Физико-технического и Рентгеновского институтов, возглавляемых А.Ф.Иоффе, ленинградских заводов «Светлана» и «Буревестник», впервые начавших серийный выпуск рентгентрубок и аппаратов, интроскопический метод анализа внутренних особенностей зерна пришел в сельскохозяйственную науку и практику.

Выявление внутреннего строения контролируемых объектов и наличия в них дефектов производится путем анализа прошедшего рентгеновского излучения и чаще всего с использованием преобразователей излучения в видимое изображение. Для этого используют рентгенфотопленку, ксеропластину, флуороскопические экраны, сцинтилляторы и рентгеновидиконы. Наибольшее применение имеет рентгенфотопленка как, простой, доступный и надежный преобразователь излучения.

-84В качестве материала, воспринимающего рентгеновское излучение, в данной работе была применена обычная листовая фотопленка чувствительностью 64 ед. ГОСТ с одним эмульсионным слоем, более мелкозернистая и дешевая, чем специальные рентгеновские пленки. Одно из главных требований к медицинской рентгеновской пленке — высокая чувствительность (для минимизации лозы и экспозиции), отсюда и большая крупнозернистость этой пленки. В нашем случае для семян экспозиция и доза не столь существенны, как в медицине, но важна мелкозернистость, обеспечивающая высокую разрешающую способность для выявления мелких деталей. Использование медицинской рентгентехнологии для съемки семян во многих случаях неэффективно.

Процесс неразрушающего контроля состоит из следующих основных операций:

1) выбор источника излучения и индикатора радиационного изображения с учетом размеров и свойств контролируемого объекта;

2) выбор условий просвечивания, в том числе расположения блоков аппаратуры и времени экспозиции;

3) размещение и подготовка контролируемого объекта для проведения контроля, установка вспомогательных приспособлений (эталоны, маркировочные знаки);

4) экспозиция контролируемого объекта с воздействием излучения на индикатор;

5) обработка индикатора (фотопленки, ксеропластины или др.) для получения видимого изображения;

6) расшифровка результатов радиационного неразрушающего контроля и их документирование.

При использовании специализированной аппаратуры перечисленные операции выполняются частично или производятся автоматически, что существенно повышает производительность труда и снижает вероятность ошибок при проведении неразрушающего контроля. В настоящее время неразрушающий контроль - необходимый элемент поточной системы производства, призванный оградить потребителя от некачественной продукции. При этом запросам промышленности наиболее полно удовлетворяют неразрушающие физические методы контроля. Значительное место среди этих методов занимает проекционная радиационная дефектоскопия.

В медицинской диагностике для визуализации разного рода дефектов в просвечиваемых органах наряду с рентгеноскопией нашел применение метод проекционной рентгенографии. Этот метод оказался весьма практичным, благодаря своей простоте и отличному качеству изображения рентгенограмм. Кроме того, снимок является документом, который может храниться долгое время. При необходимости им могут воспользоваться многие специалисты и сопоставить его с предыдущими и последующими рентгенограммами, т.е. получать информацию о характере изменения скрытых дефектов в разных проекциях органа во времени. В медицинской практике снимки каждого органа, как правило, производят в двух взаимно перпендикулярных проекциях (обычно используют прямую и боковую), что позволяет получать более полную информацию о местоположении и величине скрытого дефекта.

Для правомерного сравнительного анализа получаемых рентгенобразов семян важно, чтобы все они были сняты в одной и той же проекции. Это достигается расположением семян и эмульсионного слоя пленки на сферических поверхностях (УеНкапоу, Оеос1ес1а, СгшкЗаз е1.а1., 1994; СгшнЗаэ, УеНкапоу, АгкЫроу, 1999). Если говорить о проекционной рентгенографии для съемки семян различных сельскохозяйственных культур, необходимо представлять, что для определенных культур проблемой является и выбор оптимальной проекции, в которой желательно снять семя. Далеко не всегда удобная при фиксации семени в кассете позиция оказывается и наиболее информативной. Несомненно, что у каждого вида семян для каждого типа дефектов внутренней структуры существуют наиболее выгодные для их выявления проекции. Проблема частично может быть решена созданием специальной приставки к рентгенсъемочной камере, позволяющей поворачивать семя вокруг любой из его осей на строго фиксируемый угол (Великанов, личное сообщение). При этом возможна съемка одного семени в одной конкретной позиции за одну экспозицию. Вероятно, здесь следует использовать имеющиеся наработки в области радиационной томографии.

Следует отметить, что в биологии растений метод рентгеноскопии семян вплоть до 80-х годов целенаправленно использовался лишь для семян лесных культур. В Международной ассоциации по контролю качества семян (ИСТА) в комитете лесных культур в 1989 году была создана рабочая группа для разработки методики рентгенанализа выполненности и жизнеспособности семян. Для рентгеносъемки семян в мировой практике был разработан вариант съемки в одной проекции. Аппаратура, используемая для рентгенографии семян, была заимствована из медицины.

Разработка рентгенографической методики для оперативного выявления интроскопических показателей семян и зерна требовало создания современной радиационно-безопасной специализированной мягколучевой рентгеновской аппаратуры, модификации традиционных медицинских рентгентехнологий с учетом малого размера биообъектов (семена), а также создания методик дешифрования рентгенснимков высококвалифицированными физиками-рентгенологами совместно с биофизиками и специалистами по контролю качества зерна и семян.

Действительно, широкому внедрению рентгенографии для исследования семян различных сельскохозяйственных культур, как это следует из анализа отечественной и зарубежной литературы по рентгенографии биобъектов (Варшалович, 1958; Щербакова, 1965; Кашга, 1967), препятствовало отсутствие специализированных рентгеновских аппаратов.

Применяемые ранее (до создания рентгеновского излучателя «РЕЙС») для изучения внутренней структуры растительных тканей мягколучевые рентгеновские аппараты отличались большой громоздкостью, не позволяли получать рентгенограммы с прямым рентгеновским увеличением из-за большой геометрической нерезкости (проявляемой уже при двукратном увеличении), возникающей вследствие использования рентгеновских трубок с большим фокусным расстоянием. Эти аппараты были небезопасными для обслуживающего персонала.

В Агрофизическом институте совместно с ЛОЭП «Светлана», начиная с восьмидесятых годов, проводились работы по созданию специализированной аппаратуры для рентгеносъемки с прямым рентгеновским увеличением семян и зерен, удостоенные в 1989 году Премии Совета Министров СССР в области науки и техники. При создании оборудования на современной элементной базе удалось существенно снизить повышенную опасность от радиационных излучений, что дает возможность работать оператору при пониженных интенсивностях источника излучения. К таким излучателям относится специализированный излучатель «РЕЙС», входящий как составной элемент мобильного рентгенкомплекса для рентгенодиагностики зерен и семян.

Научные разработки, проведенные в плане развития и усовершенствования промышленных и медицинских рентгеновских методик и технологий применительно к сельскохозяйственным объектам позволили разработать оригинальные технологии выявления внутренних повреждений в зерне и семенах экологического и антропогенного происхождения; степени развития зародыша и эндосперма, аномалии развития, выполненности семян и зерна, их внутренней зараженности, заселенности вредителями, в том числе карантинными. Особый интерес такой анализ представляет для служб карантинной экспертизы, поскольку обычные ее методы часто недостаточно эффективны вследствие нечетко выраженных внешних признаков зараженности сельскохозяйственными вредителями и болезнями.

Сконструированный рентгеновский излучатель «РЕЙС» с микрофокусной трубкой позволил впервые получать рентгенограммы семян с прямым рентгеновским увеличением высокого качества.

Высокая степень его радиационной безопасности, малая потребляемая мощность, малые габариты и масса позволяют эффективно использовать излучатель в неспециализированных помещениях, а также смонтировать его на машине, создать контрольно-диагностические передвижные лаборатории в целях осуществления задачи ближайшего будущего - проведения массового экспресс-контроля качества семян зерновых культур, своего рода рентгенографической «диспансеризации» семенного фонда страны.

Что касается рентгенографического исследования семян овощных культур, то его необходимо проводить, по крайней мере, в трех направлениях:

- расширить спектр культур и определить достаточно однозначные рентгеннегативные признаки с учетом сортовых особенностей;

- разработать метод рентгенсепарации для широкого круга овощных культур и сортов;

- усовершенствовать технологии дражирования семян на основе предварительной диагностики их качества.

Успех земледелия, составляющего основу благополучия человечества, невозможен без получения семена высокого качества (Кулешов, 1963; Никитенко, 1968; Кизилова, 1963; Денисов, 1974; Ермилов, 1974; Мошков, 1974; Рубцов, Матвеева, 1975; Насыпайко, Чайка, 1978; Неттевич и др., 1981; Жученко, Урсул, 1983; Гуляев, Алексашова, Беляков, 1983; Макрушин, 1985; Жученко, 1986; Лихачев, 1986; Березкин и др., 1988; Schatzki, Fine, 1988; Шевелуха, 1992; Николаева, Лянгузова, Поздова, 1999; Кадыров 2001). В работе рассмотрены некоторые из наиболее часто встречаемых биологически значимых рентгенпризнаков, характеризующих внутренние свойства семян как агрономического объекта. В отличие от анализа свойства семян как ботанического объекта в данном случае присутствуют изменения в структуре семени, обусловленные техногенным воздействием в условиях реального производства семян как продукции растениеводства. Необходимо отметить, что для семеноводства важна способность сорта обеспечивать получение полноценных (неповрежденных) семян не только в условиях питомников размножения и сортоиспытаний, а, прежде всего, в производственных посевах при использовании имеющейся в наличии сельхозтехники. Реальная культура производства является одной из основных причин разной степени травмированности семенного материала и обусловливает значительный разброс производственных партий семян по показателю скрытой дефектности.

От точности и своевременности оценки качества посевного материала в значительной мере зависят рекомендации производству, включая и современные технологии «точного» земледелия (Якушев, 2002), по оптимизации режимов выращивания уборки, послеуборочной подработки и хранению, а также по объективности отбора лучших партий семян для посева. Этим и объясняется большое внимание, которое уделяется в агрофизике разработке и совершенствованию точных, надежных, экспрессных (в том числе и неразрушающих объект исследования) методов контроля семян.

Одним из преимуществ развиваемого в работе метода мягколучевой рентгенографии является тот факт, что семена подвергаются исследованию без специальной предварительной подготовки. Это позволяет значительно сократить время исследования, исключает нежелательные изменения тканей (вследствие действия на них различных химически и физически агрессивных факторов) и дает возможность, изучая внутреннюю структуру семян, сохранять их для исследования ростовых функций, а также для размножения в селекционно-генетических целях, т.к. поглощенная семенами при экспонировании доза рентгеновского излучения (-0,1 Гр) не оказывает достоверного влияния на посевные качества и урожайные свойства семян (Савин, Архипов, Баденко и др., 1981). Наряду с этим, применяя рентгенографический метод изучения структуры семян, следует иметь виду, что объект исследования сохраняется, и имеется возможность изучения ростовых функций и/или размножения в селекционно-генетических целях.

Исследование рентгеннегативных признаков, отражающих качество семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки, продемонстрировало широкие возможности рентгенографии для изучения научно-теоретических вопросов, связанных с биологической и хозяйственной неоднородностью семенного материала, а также практических задач, стоящих перед службами семенного, хлебного и фитосанитарного (в том числе и карантинного) контроля.

Рентгенографический досмотр агросырья крайне важен при формировании страховых фондов семян, стратегических, мобилизационных и резервных запасов зерна (в том числе и при страховании), так как он позволяет получать качественные критерии для прогноза способности семян (зерна) сохранять свои свойства при различной длительности хранения.

Рентгенографический анализ как дополнительный метод контроля качества семян и продуктов их переработки позволяет получить новую информацию о внутренних свойствах агросырья, обеспечивая высокий уровень экспертной оценки качества семян и сохраняя ее в виде документа (рентгенограммы), который может быть использован для решения широкого круга вопросов, в том числе арбитражных. В данной работе сделан акцент на рассмотрение рентгеннегативных признаков, характеризующих скрытые дефекты семян и зерна, связанные со снижением или даже утратой кондиционных посевных и технологических качеств агросырья. Однако биологически полноценные (недефектные) семена также гетерогенны по показателям энергии прорастания, всхожести, отражающим их силы роста (их потенциальную) продуктивность (Савин, Архипов, Баденко, 1981). Причина такого разнообразия может быть связана, в частности, с различиями в морфологических признаках зародыша (УеНкапоу, 1997; СгшкЗаз, УеНкапоу, 1998), которые могут быть идентифицированы как рентгенпозитивные признаки (рентгеновские проекции зародыша). Проведение рентгенографических исследований в этом направлении в ближайшей перспективе представляет несомненный интерес для селекции, семеноведения и семеноводства.

Основываясь на данных рентгенографического анализа семян сельскохозяйственных культур, полученных в определенных экологических условиях, при известных режимах их получения, можно рассматривать их, в некотором смысле, как интегральный структурный биоиндикатор качества среды обитания растений и оптимальности применяемых агротехнологий.

Так, качество семян овощных культур (наличие внутренних структурных особенностей и аномалий) обусловлено в основном экогенными факторами их формирования, а для зерновых, технических, масличных и кормовых культур структура зерновки испытывает на себе интегральное влияние экогенных и техногенных факторов.

Такой подход требует, с нашей точки зрения, еще дополнительного осмысления и обоснования возможного использования семян сельскохозяйственных культур для биоиндикации качества среды их обитания.

Если рассматривать военно-стратегическую безопасность, то она связана, прежде всего, с обеспечением продовольствием Вооруженных сил, как крупнейшего спецпотребителя продовольствия, а также с размерами и качеством продовольственного резерва.

Перспектива практического использования рентгенографической методики связана не только с усовершенствованием рентгенаппаратуры и разработкой автоматизированной компьютерной технологии анализа рентгенобразов, но и с созданием новых технических регламентов по рентгенметоду и нормированию рентгенпризнаков для определения допустимой доли тех или иных рентгеннегативных признаков при определении целевого назначения зерна.

Действительно, при решении вопросов гармонизации отечественных и международных стандартов по рентгенографии семян важно, исходя из полученных в работе результатов, развивать исследования по количественной оценке допустимой (не снижающей существенно посевные качества семян) доли семян в производственных партиях семенного материала с различными типами скрытых дефектов и аномалий (см. Приложение). Большие перспективы открываются перед рентгенографическим методом при решении арбитражных вопросов, что позволит обеспечить более высокий уровень экспертной оценки качества и биобезопасности продукции растениеводства.

В настоящее время в мире наблюдается активизация деятельности по созданию нештатных ситуаций, в том числе и в аграрном секторе, со стороны террористических организаций с целью получения доступа к биологическим средствам поражения, а также технологиям их получения и применения. Это связано со следующими их особенностями:

- высокой поражающей эффективностью;

- относительно низкой стоимостью;

- возможностью скрытой выработки в минимальной по площади и техническому оснащению лаборатории;

- сильнейшим психологическим воздействием на население;

- значительным экономическим ущербом.

Новейшие исследования позволяют сделать вывод о том, что развитие современной науки уже перешло через важную критическую черту в обеспечении безопасности мирового сообщества: отныне малая компактная? группа (например, биотехнологов, биохимиков и др.) может создать особо опасный «научный продукт», способный уничтожить если не все население земного шара, то его значительную часть - 30, 50 или 70 %.

В докладе профессора Я. Щавиньски «Продовольствие как биологическое оружие — потребность усиленного надзора, международного обмена информацией и сотрудничества» на международной конференции по проблемам биотерроризма в июне 2002 г. отметил, что биологическая атака на сельскохозяйственный сектор может быть чревата самыми катастрофическими последствиями для населения, учитывая, что многочисленные возможные цели нападения в этом секторе слабо защищены.

В сенатском комитете по проблемам деятельности правительства конгресса США состоялись слушания относительно биотерроризма и возможности нападения террористов на сельскохозяйственные объекты и предприятия по производству продовольствия. По словам сенатора от штата Мэн Сьюзен Коллинз, в горах Афганистана и в тайных убежищах членов «Аль-Каиды» нашли сотни документов, касающихся американского сельского хозяйства, что свидетельствует, по ее мнению, о подготовке террористических актов в сельском хозяйстве.

Исследовательская организация «Ренд корпорейшн», выполняющая заказы Пентагона, опубликовала доклад, в котором указаны некоторые слабые места сельского хозяйства с точки зрения профилактики нападения террористов. Это, прежде всего, загоны для скота, перерабатывающие предприятия и лаборатории.

В России реальное состояние органов государственной власти -министерств и ведомств, заинтересованных в проведении мероприятий по оценке биобезопасности агросырья, по профилактике и ликвидации последствий актов биотерроризма (агротерроризма) и биокатастроф, пока не отвечает в полной мере потребностям страны. Определены лишь некоторые пути и направления, с которыми предстоит целенаправленная, кропотливая работа по восстановлению и наращиванию системы биологической защиты в России. Так, в 2001 году Председателю Правительства РФ представлены предложения о принятии неотложных мер по противодействию биотерроризму (агротерроризму), а именно:

- разработка концепции о биологической безопасности России, ее военной и промышленной составляющей;

- реализация первоочередных мер по восстановлению и наращиванию защитного биопотенциала страны;

- создание единой государственной системы управления биокомплексом страны.

Таким образом, решение проблем, связанных с противодействием биотерроризму (агротерроризму), является актуальной государственной задачей, и разработка в этом направлении специализированных профилактических мероприятий, в том числе и по контролю качества агросырья с использованием независимых экспертных оценок, представляются важной, своевременной задачей, требующей безотлагательной практической реализации. Действительно, в сфере продовольственной безопасности, имеющей прямое отношение к здоровью нации, нужна эффективно действующая независимая экспертиза, которая могла бы осуществлять объективный контроль за состоянием качества агросырья, прежде всего на зерновом и семенном рынке (Правила проведения сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья, 1999).

В марте 2002 г. на международной конференции «Продовольственная безопасность России» первый вице-президент РАСХН, академик Россельхозакадемии И.Г. Ушачев среди основных критериев продовольственной безопасности России обозначил:

- степень зависимости продовольственного снабжения страны и ресурсного обеспечения агропромышленного комплекса от импортных поставок;

- размеры стратегических и оперативных продовольственных запасов в сопоставлении с нормативными потребностями.

В настоящее время функции государственного контроля и надзора за качеством пищевых продуктов распылены между государственной санитарно-эпидемиологической службой Минздрава России, государственной ветеринарной службой Минсельхоза России, Государственной хлебной инспекцией при Правительстве Российской Федерации, Государственной инспекцией по торговле, качеству товаров и защите прав потребителей Минэкономразвития России и органами Госстандарта России. При этом существует необоснованное дублирование функций и сфер деятельности этих структур, что, с одной стороны, создает административные барьеры для отечественных товаропроизводителей и, в конечном итоге, ведет к росту потребительских цен на продовольствие, а с другой стороны, размывает ответственность за достижение конечного результата — безопасности продуктов питания для здоровья и жизни населения.

Необходимо отметить, что эти службы в основном контролируют качество и безопасность готовой продукции. В тоже время вопросам контроля качества исходного продукта - сельскохозяйственного сырья не уделяется должного внимания. Современные же системы управления качеством базируются на том, что контроль не может быть эффективен после того, как продукция произведена, и должен вестись в технологическом процессе производства.

В решении этой задачи интроскопические методики должны найти свое место как неотъемлемая составляющая единой системы качества агросырья семян, зерна и продуктов их переработки). В ближайшей перспективе развитие рентгентелевизионной техники и компьютерных методик анализа ч рентгенобразов биообъектов позволит на новой инструментальном и научно-методическом уровне решать задачи по экспресс-досмотру качества посевного материала, более точному прогнозированию его целевого назначения и хозяйственной пригодности, а также в реализации на практике технологий прецизионного земледелия и растениеводства.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Дерунов, Игорь Викторович, Санкт-Петербург

1. Агафонов Н.С. Рентгенографическое исследование семян // Сахарная свекла. - 1982. - №1. - С.40.

2. Андрущенко Л.Г., Архипов М.В., Грун Л.Б., Иоффе Ю.К., Редькина З.В., Федорак Н.А. Портативный микрофокусный рентгеновский аппарат для диагностики семян и зерен // Электронная промышленность 1983, вып. 11 (128), с. 31-34.

3. Андрущенко Л.Г., Грун Л.Б., Иоффе Ю.К. и др. Перспективные микрофокусные рентгеновские излучатели // Электронная промышленность 1982, вып. 8, с. 15-16.

4. Анисович К.В., Вайнберг Э.И., Каптер Б.М. и др. Рентгенотехника (справочник). Кн. 2. М.: Машиностроение, 1980. — 383 с.

5. Архипов М.В. Радиочувствительность ДНП клеток зародышей и потенциальная продуктивность растений. Дисс. доктора биол. наук. Л. - 1989. - 318 с.

6. Архипов М.В., Баденко А.Л., Гусакова Л.П. и др. Интроскопические методы отбора для экспериментов однородных биологических объектов // НТБ по агрономической физике. Л., 1990. - №78. - с.3-6.

7. Бакушев В.А., Ветчинкин Н.В., Владимиров Л.В. и др. Рентгенотехника (справочник). Кн. 1. М.: Машиностроение, 1980.-431 с.

8. Бартон Л. Хранение семян и их долговечность. М.: Колос, 1964. -240 с.

9. Батыгин Н.Ф. Биологические основы предпосевной обработки семян и зоны ее эффективности // Сельскохозяйственная биология. -1980. Т.15. - N.4. - С.495-504.

10. Березкин А.Н., Березкина Л.А., Возиян В.И. Прогнозирование потенциальных возможностей семян зерновых культур. В кн.: Семеноводство зерновых культур. - М.: ВО Агропромиздат, 1988. -С.182-188.

11. Беркутова Н.С. Методы оценки и формирования качества зерна. М.: Рос-агропромиздат, 1991. — 206 с.

12. Богданов Б., Пипков Н. Рентгенография на горски посевни материали / Горски стопанство.- 1960,26, № 6, с. 60-64.

13. Ванник В.Н., Червонинская А.Я. Теория распознавания образов. М.: Наука, 1974. - 474 с.

14. Варшалович A.A. Руководство по карантинной энтомологической экспертизе семян методом рентгенографии. М.: Изд-во Мин-ва сельского хозяйства СССР, 1958. - 20 с.

15. Гечу В.Л. Пути улучшения качества семян зерновых культур в условиях Украины. Автореф. дисс. канд. биол. наук. - Харьков. -1992. - 18 с.

16. Горбунов В.И., Епифанцев Б.Н. Автоматические устройства в радиационной рентгеноскопии. М.: Атомиздат, 1979, 121 с.

17. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М.: Гос. комитет СССР по стандартам, 1985. 58 с.

18. ГОСТ 28420-89 «Карантин растений. Методы энтомологической экспертизы продуктов запаса». М.: Госкомитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1989. — 7 с.

19. ГОСТ 28666.1-90 ГОСТ 28666.4-90 «Зерновые и бобовые. Определение скрытой зараженности насекомыми. - М.: Госкомитет СССР по управлению качеством продукции и стандартами, 1990. - 47 с.-10028. Громов Н.Г. Шампиньоны. М.: Сельхозгиз, 1957. — 168 с.

20. Гуйда В.Н. Сила роста как метод оценки качества семян // Сельское хозяйство за рубежом. 1978. - N.5. С.25-31.

21. Гуляев Г.В., Алексашова B.C., Беляков И.И. Семеноводство зерновых культур в СССР и за рубежом. М.: Колос, 1983. - 64 с.

22. Гусакова Л .П. Рентгенографический и цитофотометрический анализ жизнеспособности семян сельскохозяйственных культур. — Автореферат диссертации канд. биол. наук. СПб, 1997. - 20 с.

23. Демьянчук A.M. Количественная оценка онтогенеза высших растений (на примере пшеницы). Автореферат диссертации док. биол. наук, 1997. — 46 с.

24. Денисов В.П. Полевая всхожесть семян зерновых культур в нечерноземной полосе. В кн.: Биология и технология семян. Харьков, 1974.-С.345-348.

25. Добромыслов В.А., Румянцев C.B. Радиационная интроскопия. — М.: Атомиздат, 1972. 352 с.

26. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1979. - 416 с.

27. Дягтерев Б.С., Янишевская Л.В., Федоряк H.A. Использование рентгенографического анализа в защите растений. В кн.: Технологические приемы защиты растений на Украине. - Киев: ЮО ВАСХНИЛ, 1971. - С.119-124.

28. Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. — М.: Агропромиз-дат, 1995. 334 с.

29. Ермилов Г.Б. Посевные качества семян и их всхожесть. В кн.: Биология и технология семян. - Харьков, 1974. - С.342-345.

30. Жученко A.A. Адаптивная селекция растений. В кн.: Селекция продуктивных сортов. - М.: Знание, 1986. - Сер. Биология. - N.12. -С.4-31.

31. Жученко A.A., Урсул А.Д. Стратегия адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства. Кишинев: Штиница, 1983. - 304 с.

32. Зайцев В.А., Редькина 3.В. Возможности и перспективы применения метода рентгенографии семян сельскохозяйственных культур // Электронная промышленность. 1987. - Сер.4. - Вып.2.(117). -С.117.

33. Зайцев В.А., Редькина З.В., Малевинский В.Е. и др. О повышении урожайности и качества семян двукисточника тростникового // Сельскохозяйственная биология. 1984. - N.4. - С.64-70.

34. Зайцев В.А., Редькина З.В., Грун Л.Б. и др. Перспективы рентгенографии в диагностике качества семян/ Селекция и семеноводство.- 1981, №7, с. 37-38.

35. Ижик Н.К. Полевая всхожесть семян. Киев: Урожай, 1976. -205 с.

36. Ильина В.Н. Рентгенографический метод определения трещинова-тости риса // Мукомольно-элеваторная промышленность. 1956. -№4. - С.8-10.

37. Кадыров М.А. О земледелии, селекции и рациональном хозяйствовании. -Минск, 2001.- 161 с.

38. Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия дефектного зерна и пути его исследования. М.: «Наука», 1979. - 152 с.

39. Кармадонов А.Ф. Дефектоскопия древесины. М.: Лесная промышленность, 1987.-118 с.

40. Кизилова Е.Р. Разнокачественность семян, ее природа и продуктивность растений // Физиолого-биохимические проблемы семеноведения и семеноводства. Труды Всесоюзного симпозиума 13-18 июня 1972 г. в г. Иркутске. 4.1. - Иркутск, 1973. - С.42-45.

41. Козьмина Н.П. Зерно и продукты его переработки. М.; Изд-во техн. и эконом, лит. по вопросам заготовок, 1961. - 520 с.

42. Контев X., Перужик Р. Определяне на повредените пшенични зърна от житнита дървеница с радиография // Растительна защита. София, 1976. - №1. - С.21-24.

43. Кулешов H.H. Агропромышленное семеноведение. М.: Изд-во с/х литературы, журналов и плакатов, 1963. — 364 с.

44. Кулиева Л.К., Обручева Н.В., Прокофьев A.A. О физиологической зрелости созревающих семян тонковолокнистого хлопчатника // Физиология растений, 1984, т.31, №5. с.928-933.

45. Лисовская О.В. Флуоресцентно-оптический, рентгенографический и биохимический методы определения посевных качеств семян // Сельское хозяйство за рубежом. Растениеводство. — 1963, №4. с. 15-21.

46. Лихачев Б.С. Методические указания. Определение силы роста семян зерновых культур по морфофизиологической оценке проростков. Л.: ВИР, 1975. 15 с.

47. Лихачев Б.С. Сила роста семян (теория, методы, значение). -Автореф. дисс. доктора с.-х. наук. Краснодар, 1986. - 38 с.

48. Макрушин Н.М. Экологические основы промышленного семеноводства зерновых культур. М.: Агропромиздат, 1985. - 280 с.

49. Медведев A.M. О проблемах селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур // мат. Всероссийского симпозиума «Сорт, удобрение и защита растений в системе высокопродуктивных технологий возделывания зерновых культур». М., 2002. - с. 26-49.

50. Международные правила анализа семян. М.: колос, 1994. - 310 с.

51. Международный стандарт ИСО 1162-75 «Зерно и зернобобовые. Определение зараженности и поврежденности вредителями методом рентгенографии. - 1980, 5 с.

52. Методика анализа семян. М., 1995. - 399 с.

53. Морозов А.Ф., Пугачев А.Н. Пути снижения потерь зерна при уборке урожая. М.: Колос, 1973. - 320 с.

54. Морозов В.Г., Яковенко В.А., Наремский Н.К. и др. Методы контроля повреждаемости зерна пшеницы // Известия высших учебных заведений. Одесса, 1978. - N.6/127/. - С.114-118.

55. Мошков Б.С. Индивидуальная продуктивность растений // Физиология растений. 1974. - Т.21. - Вып.З. - С.647-652.

56. Мур Р.П. Влияние механических повреждений на жизнеспособность семян. В кн.: Жизнеспособность семян. - М.: Колос, 1978. С.94-111.

57. Насыпайко В.М., Чайка В.Г. Методические рекомендации по производству сортовых семян в специализированных семеноводческих хозяйствах степной зоны Украины. Одесса, 1978. - 56 с.

58. Некрасов В.И. Основы семноведения древесных растений при интродукции. М.: Наука, 1973. 279 с.

59. Некрасов В.И., Смирнова Н.Г. К использованию рентгенографического метода при изучении развития семян интродуцируемых древесных растений // Бюлл. Гл. бот. сада. 1961. - 1961. - Вып.43. С.47-52.

60. Некрасов В.И., Смирнова Н.Г. Практика использования рентгенографического метода при изучении развития семян древесных интродуцентов / В кн.: Вопросы семеноведения, семеноводства и контрольного дела.- М.: «Урожай», 1964, с. 76-80.

61. Некрасов В.И., Смирнова Н.Г. Рентгенографическая оценка качества семян / В кн.: Качество семян в связи с условиями их формирования при интродукции.- Новосибирск: «Наука», 1971, с. 60-69.

62. Неттевич Э.Д., Аниканова З.Ф., Романова Л.М. Выращивание пивоваренного ячменя. М.: Колос, 1981. - 208 с.

63. Никитенко Г.И. Биологические основы семеноводства зерновых культур. -М.: Колос, 1968.-232 с.

64. Николаева М.Г. Покой семян и факторы, его контролирующие. В кн.: Физиология и биохимия покоя и прорастания семян. - М.: Колос, 1982. - С.72-99.

65. Николаева М.Г., Лянгузова И.В., Поздова Л.М. Биология семян. СПб: БИН РАН, 1999.-232 с.

66. Обручева Н.В. Прорастание семян. В кн.: Физиология семян. -М.: Наука, 1982. - С.223-274.

67. Овчаров К.Е. Физиология формирования и прорастания семян. -М.: Колос, 1976. 256 с.

68. ОСТ 56-94-88 «Семена древесных пород. Методы рентгенографического анализа», 1988.-21 с.

69. Пехальский И.А. Методические и конструктивно-технологические решения проблемы снижения механических повреждений семянзерновых культур при машинной послеуборочной подготовке. -Автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 1993. - 24 с.

70. Пехальский И.А., Кожевникова М.В. Рентгенографический комплекс для определения и оценки степени механического повреждения семян при машинной обработке // Зерновые культуры. 1992, №2-3. - с.27-28.

71. Печенова Т.В., Смирнова Н.Г., Холодова В.К. Использование рентгенографии при изучении качества семян // Сахарная свекла. 1985.- №10. С.38-39.

72. Правила проведения сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья. СПб, 1999. - 179 с.

73. Пугачев А.И. Повреждения зерна машинами. М.: Колос, 1976. 347 с.

74. Редькина 3.В. Эффективность определения жизнеспособности семян подсолнечника рентгеновским методом // НТБ ВИР. Л., 1985.- N.152. С.51-56.

75. Редькина З.В., Зайцев В.А., Другова И.Ф. Оценка жизнеспособности семян хлопчатника методом рентгенографии // НТБ ВИР. Л. 1985. - №154. - С.86-91.

76. Рубцов М.И., Матвеев В.П. Овощеводство. М.: Колос, 1975. - 456 с.

77. Савин В.Н., Архипов М.В., Гусакова Л.П. Жизнеспособность семян овощных культур в зависимости от внутренней поврежденности // Аграрная наука. 1997. - №10. - с.12-15.

78. Савин В.Н., Великанов Л.П., Архипов М.В. и др. Влияние режимов сушки на внутреннюю поврежденность семян зерновых культур // В сб.: Семеноводство зерновых культур (агроэкология, организация, технологии). — М.: Агропромиздат, 1988.-с.138-143.

79. Савин В.Н., Кондрашова М.Д., Архипов М.В. Влияние различных типов внутренних повреждений семян ячменя на их посевные и урожайные качества // Доклады ВАСХНИЛ. 1995. - N.3. - С.3-7.

80. Савин В.Н., Лазутин В.Н., Артемьева В.В. и др. Исследование электросепарации семян ячменя // Доклады РАСХН. 1996. - N.2. -С.28-32.

81. Савин В.Н., Архипов М.В., Великанов Л.П., Редькина З.В., Зайцев В.А. Возможности и перспективы применения метода рентгенографии семян сельскохозяйственных культур.- М.: 1987, Вып. 4, с. 40-45.

82. Сечняк Л.К., Киндрук H.A., Слюсаренко O.K. и др. Экология семян пшеницы. М.: Колос, 1981. - 349 с.

83. Скибицкая М.И. Семеная продуктивность и жизнеспособность семян основных видов злаков Волынского Полесья. Автореф, дисс. канд. биол. наук. - Днепропетровск. - 1987. - 17 с.

84. Смирнова Н.Г., Тихомирова Н.И. Комплексное использование рентгенографии и тетразольного метода при оценке жизнеспособности семян // Бюлл. Главного ботанического сада. 1980. -Вып. 117. - С.81-85.

85. Смирнов И.А. Разделение семян на классы развития по оптической плотности их на рентгенограмме. В кн.: Вопросы теории и практики семеноведения и интродукции. - Минск. - 1977. - С.12-13.

86. Смирнова Н.П., Пшенникова Л.М. Рентгенографический анализ семян кленов юга Дальнего Востока. В кн.: Биология семян ин-тродуцированных растений. - М.: Наука, 1985. - С.35-38.

87. СмирноваН.Г. Быстрое определение всхожести семян/ Природа, 1968, № 1, с.66.

88. Смирнова Н.Г. Изучение семян лиственных древесных растений методом рентгенографии / Бюл. Гл. бот. сада.- 1971, Вып. 78, с. 77-78.

89. Смирнова Н.Г. Использование рентгенографии семян древесных интроду-центов в селекционных целях / В кн.: Биологические основы повышения семенной продукции и качества семян интродуцентов.- Киев: «Наукова думка», 1971, с. 85-86.

90. Смирнова Н.Г. Рентгенографический метод при изучении семян лиственных пород / Лесное хозяйство, 1975, № 2, с. 46-48.

91. Смирнова Н.Г. Рентгенографическое изучение качества семян древесных растений, формирующихся в природных условиях и при интродукции / В кн.: Ботанико-географические районы СССР. Перспективы интродукции растений.-М.: «Наука», 1974, с. 96-103.

92. Строна И.Г., Пугачев А.Н., Чазов A.C. и др. Травмирование семян и его предупреждение. М.: Колос, 1972. - 152 с.

93. Стык Б., Грундас С., Савин В.Н. и др. Оценка механических повреждений зерен яровой пшеницы колориметрическим и рентгенографическим методами // Международный агропромышленный журнал, 1989, т.1. с.85-89.

94. Тарасенко А.И., Орехова Н.И., Снижение трещиноватости зерна. М.: «Колос», 1980.-28 с.

95. Тарушкин В.И., Лубников С.И., Дашков В.Н., Троцкая Т.П. Новая конкурентоспособная автоматизированная технология сушки семян // Вестник Семеноводства в СНГ, 1999, №3. с.28-37.

96. Тихомиров В.Г. Технология пивоваренного и безалкогольного производства. М.: «Колос», 1998. - 448 с.

97. Трисвятский A.A., Сабуров Н.В., Лесик Б.В. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов. М.: Колос, 1969. - 440 с.

98. Троицкий В.А., Валевич М.И. Неразрушающий контроль сварных соединений. М.: Машиностроение, 1988. 172 с.

99. Фирсова М.К. Методы исследования и оценки качества семян. М.: Го-сизд с/х литературы, 1955. - 376 с.

100. Фирсова М.К. Семенной контроль. М.: Колос, 1969. - 175 с.

101. Чазов С.А. Травмирование семян зерновых культур и пути его устранения. Автореф. дисс. доктора биол. наук. - Харьков, 1972. 48 с.

102. Черный А.Н. Рентгенография. М.: Недра, 1981. 161 с.

103. Шевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: Колос, 1992.-599 с.- 109122. Шевченко М.И. Рентгенография как метод энтомологического анализа и определения всхожести лесных семян // В защиту леса. -1983. N.3. - С.34-38.

104. Шевченко М.И. Новое применение лучей Рентгена / Наука и жизнь.- 1973, № 3, с. 20-23.

105. Щербакова М.А. Определение качества семян хвойных пород рентгенографическим методом. — Красноярск, Институт леса и древесины СО АН СССР, 1965.-35 с.

106. Щербакова М.А. Определение качества семян хвойных породрентгенографическим методом. Красноярск. - 1965. - 15 с.

107. Щербакова М.А. Определение качества семян рентгенографическим методом/ В кн.: Плодоношение кедра сибирского в Восточной Сибири.- М.: 1963, с. 168-173.

108. Якушев В.П. На пути к точному земледелию. СПб: изд-во ПИЯФ РАН, 2002.-458 с.

109. Якушев В.П., Архипов М.В., Желудков А.Г., Великанов Л.П. Анализ качества семян по рентгенограмме с помощью ЭВМ 7/ Доклады Российской Академии сельскохозяйственных наук, 2001, №1. с. 16-17.

110. Якушев В.П., Буре В.М. Статистический анализ опытных данных. Непараметрические критерии. СПб: АФИ РАСХН, 2001. - 60 с.

111. Arkhipov M.V. Radiographic technology of the Control and monitoring of Roentgen-negative attributes in seed browing. 2nd International Workshop "Applied Physics in Life Science", Prague, 25 September 2003, p.4-5.

112. Bouvarel P. Lemoine L'examen des graines forestiers auxrayons X. Rev. Forestry (France), 1959, № 8-9, p. 618-624.

113. Chavagnat A., Lezec Le M. Assesment of seed quality by indusrial x-ray radiography. Application to apple seeds (Malus pumila Mill). 1984, N5: p. 187-192.-110133. Ching K., Simak M. Competition among embryos in polyembryonic seeds of

114. Pinus silvestris L. and Picea abils (L/) Kaut. 1971, Res. Note, N30, p. 1-12.

115. Ching K., Simak M. Competition among embryos in polyembryonic seeds of Pinus silversaris L. And Picea abies (L.) Karst. Res. Note, 1971, №30, p. 1-12.

116. Deviller F., Oldenhov de Guertechin M. X-ray contrast method and germination test of stratified or unsratified Douglas-fir seed from two origins. Proc. IUFRO Intern. Seed Sympos., Bergen, 1973, v. 1, Paper №7, p. 1-11.

117. Edem C.J. Use of X-ray technique for determining sound seed. U.S. Forest Service. Tree Planters Notes, 1965, №72, p.25r28.

118. Evrard R. L'analyse de la qualite des semences par la methode aux rayons X. -Ann. Gembloux, 1957, 63, №2, p.81-93

119. Gante A.T. Rontgenfotografering som nielpemiddel vod froanalyser. Norsk skogbruk, 1959, 5, №7, p.47-52.

120. Grundas S., Velikanov L. Methodological and technological aspects of X-ray imaging of wheat grain. Book of Abstracts of the 16th ICC Conference, May 812,1998, Vienna, Austria.

121. Grundas S., Velikanov L., Arkhipov V. Importance of wheat grain orientation for the detection of internal mechanical damage by the X-ray mrthod // Int. Ag-rophysics, 1999, N13, pp. 355-361.

122. Gustaffson A., Simak M. Effect of X- and Y-ray on conifer seed. // Med. Statens Scogsforskoningsinstitut. 1958. - V.48. - N.5. - P.1-24.

123. Gustafsson A., Simak M. X-ray diagnostic and seed quality in forestry. Mimeographed by statens skogsfors-koningsinstitut. Stockholm, 1956, p. 1-17.

124. Hagner S., Simak M. Sttifierings-forsokmed fro ay conifer Pinus cembra. -Statens skogforsknihgsinst. tidsrk., 1958, №2, p.227-275.

125. Hill M.J., Hill K.A. X-ray radiography for rapid assessment of seed quality. // Yeld and quality in herbade seed production. Third international herbade seed conference. Haale. Germany. - 1996. - P. 125.

126. Kamra S.K. Comparative studies on germinability of Pinus silvestris and Picea abies seed by the indigo carmine and x-ray contrast method. Stud. For. Suecica, 1972, №99, p. 1-21.

127. Kamra S.K. Contributions to the X-ray radiography of seed. // Summary of dissertation. Univer. Stockholm. - 1987. - P. 1-14.

128. Kamra S.K. Determination of germinability of cucumber seed with x-ray contrast method. 1964b. Proc. Intern. Seed Test. Assoc., 29, №3:133-148.

129. Kamra S.K. Determination of mechanical damage on Scots pine seed with X-ray contrast method. 1963(b), Studia Forestalia Suecica, 8: 1-20

130. Kamra S.K. Studies on a suitable contrast agent for X-ray radiography of Norway apruce seed. Proc. Intern. Seed Test. Assoc., 1963a, 28 (2): 197-201.

131. Kamra S.K.The use of X-rays in seed testing. Proc. Intern. Seed Test. Assoc., 1964a, 29, №1, p.71-72.

132. Klaehn E.U., Wheeler W.P. X-ray study of artificial crosses in Picea abies (L.) Karst and Picea glauca (Moench) Voss. Silvae Genet., 1961,10, №3, p.71-72.

133. Madsen S.B. Purity analysis of Cocksfoot seed. An investigation of the ratio between pure seed and inert matter in multiple florets. Proc. Intern. Seed Test Assoc., 1960,25(1), p.213-226.

134. Magini E. La radiografia come mezzo d'analisi del forestali. Italia forest, e. montana., 1956, 11, №2, p.65-68.

135. Mashinsky A., Nechitailo G., Arkhipov M. Aftereffects of space flight factors in plants. 48th International Astronomical Congress (October 6-7, 1997, Turin, Italy)/-p 1-7.

136. Popescu G., Neculescu T. Aplicarea resolor x in controlul semintelor forestiere. Rev. padurilor, 1959, 74, №2, p.82-84.

137. Rotmeder E. Die Rontgenfotografie im Dienst der forstlichen Saatgutbeurteilung. Allgem. Forstzeitschrift, 1957, 12, №8/9, p/120-125.

138. Savin V.N., Arkhipov M.V., Gusakova L.P. Estudio de semillas de Festuca y Lolium por los metods convensionales de radiografía y envejecimento acelerado // II Taller "Las Technicas Físicas en la Agricultura" — Cuidadf de la Habana, Cuba, 1995.-P.28.

139. Schatzki T.F., Fine T.A. Analysis of radiograms of wheat kernels for quality control. Cereal Chemistry, 1988, 65:233-239.

140. Simak M. Bestamning av insektskador pa granfro medelst rontgenfotografering. Norrl. Skogvardsfor-bunds tidckr., 1955, №3, p.299-310.

141. Simak M. New uses of x-ray method for the analysis of forest seed. Stockholm, 1970, p.1-11.

142. Simak M. Testing of frozen tree and shrub seeds by X-radiography. 1991. Tree and shrub seed handbook. Dntl. Seet Testing Assn. Zurich. P. 14-28/

143. Simak M., Gustaffson A., Ching K, Occurence of a mosaic aneuploid in polyembryonic Norway spruce seed. Stockholm, 1968, p. 1-8.

144. Simak M., Gustafsson A., Granstrom G. Die Rontgendiagnose in der Samenkontrolle. Proc. Intrern. Seed Test Assoc., 1957, 22(1), p. 1-12.

145. Simancik F., Simak M. Changes in the content of sugares in Pinus silvestris L. Seed after irradiation with set x-rays uses for radiography. Intren. Sympos. Seed Physiol. Woody plants. Kornik, Poland, 1968, p. 147-154.

146. Smith A.J. Grabe D.F. Radiographic density measurements for determination of viability and vigour in corn (Zea mays) seeds. // Seed Sci. Technol. V.54. -№1. -P.41-46.

147. Strumilo P., Grundas S. X-ray imaging for grain diagnostic. Book of Abstracts of the 16th ICC Conference, May 8-12,1998, Vienna, Austria.

148. Strumilo P., Niewczas J. et.al. Computer program for semiautomatic analysis of X-ray images of wheat grains. Book of Abstracts of the 6th ICA, September 1518,1997, Lublin, Poland.

149. Swaminathan M.S., Kamra S.K. X-ray analysis of the anatomy and viability of seeds of some economic plants. — Indian J. Genet. And Plant Breed., 1961, 21 (2).

150. Swaminathan M.S., Singh A., Baneijee S.K., Verma K. X-ray analysis of seed. New Delhi, 1962, p. 1-52.

151. Use of x-ray radiography for studying seed quality in grasses. 1965. 14th International Seed Testing Congress. Munich.

152. Velikanov L., Geodecki M., Grundas S. et.al. Some biological effects of static loading applied to grain mass of differentiated moisture content. Part II. Zecz. Probl. Post.Nauk Roln. 399., pp. 267-271,1994.

153. Verma M.M., Verma K. and Singl A. X-ray contrast method for seed viability determination of cereals and millets // Seed Sci. Technol. -1975. V.3. - N.3. - P.723-729.

Информация о работе

Дерунов, Игорь Викторович
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 06.01.03

Диссертация

Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы