Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОВОЩНОГО ГОРОХА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ НА ИХ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ

ВАК РФ 06.01.06, Овощеводство

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОВОЩНОГО ГОРОХА ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ НА ИХ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

Л О <ги0 О МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

( __I____ I - ■ ■! I............. I -I ----- ■ - *--

На правах рукописи Ионика ЧЕРНЕАНУ

ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОВОЩНОГО ГОРОХА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ НА ИХ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИИ

(Специальность № 06.01.06— овощеводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА —1976

Зош>ш ~ Се,а{ем,£г> и аг ииммАа^

о'

Работа выполнена на кафедре овощеводства .Кубанского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук доцент Г.- С. Гикало, доктор биологических наук профес-' сор Е- П. Алешин.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор М. В. Алексеева,-кандидат сельскохозяйственных наук доцент В. Д. Мухин.

Ведущее предприятие — Крымская селекционно-опытная станция плодовых и овощных культир»

Защита состоится ► Н^^-У^Х . .... 1976 г. в ч .^(Рмин на заседании специализированного Со-

вета К-120.35.02 (06.01.05, 06.01.06; 06.01.07) Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 125008, Москва, А-8, Тимирязевская ул., 49. Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТСХА.

Автореферат разослан «/б?» . . . 1976 г.

у Ученый секретарь я/ ¿^ТГ 7 ' (/

Специализированного Совета Л-^Оо^^^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В десятой пятилетке намечена большая программа по развитию овощеводства. На первом месте в-этом'направлении стоит задача дальнейшего и значительного увеличения урожая.

Борьба за высокие урожаи начинается с получения-высо: некондиционных семян, обладающих достаточной энергией прорастания н всхожестью. Исходя из этого,-особое внимание в овощеводстве уделяется предпосевной подготовке семян. В настоящее время имеется множество методов воздействия на семена, рекомендованных для практического использования, и, несомненно, оказывающих положительное влияние на рост растений и урожайность. . - *

В сельскохозяйственном производстве для обработки семян все чаще начинают применять различные виды электрической энергии. Имеющиеся в литературе данные показывают перспективность использования здесь электрического тока.

Однако пока еще метод обработки семян током не находит широкого применения в овощеводстве. Имеющиеся работы по этому вопросу подчас иосят фрагментарный характер, авторы ограничиваются лишь утверждениями оиоложитель* ном влиянии электрических полей на-продуктивность растений, оставляя в стороне режимы обработки и механизм-действия физического фактора.

Применительно к культуре овощного гороха специфика действия переменных электрических полей различной напряженности ; совершенно не изучена, а вопросы механизма воздействия этих нолей на семена и их растения не раскрыты.

Цель и задача исследований. Цель нашей работы заключалась в изучении влияния предпосевной обработки семян овощного гороха электрическим полем на их жизнеспособность и продуктивность растений.

В задачу исследований входило — определить оптимальные режимы электрообработкн для семян овощного гороха и выявить ее влияние на водопог.ющение, дыхание семян и проростков гороха, на превращение углеводов в семенах и про-

. ... .л 11;«^

V. Л.^чЛД ('с'-"'.2I

ростках, на содержание азота и фосфора в проростках и, в конечном итоге, на рост и продуктивность растений.

На основе полученных донных дать рекомендации для разработок с целью практического использования этого приема в производстве.

Материал, методика и условия проведения исследований. Л\атерпалом для изучения влияния предпосевной обработки неременным электрическим полем высокого напряжения служили семена овощного гороха районированного сорта Овощ-иои-76.

Экспериментальные исследования проводили методом лабораторного п мелкоделяночного нолевого опыта им кафгд-рах овощеводства, физиологии и биохимии растений Кубанского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института.

Первоначально в лабораторных опытах были определены оптимальные режимы электрообработкн. Затем в нолевых условиях проверяли эффективность установленных нами оптн-, малынлх режимов предпосевной обработки н влияние этого приема па рост растений н урожай.

Отсортированные по размеру и весу семена гороха обрабатывали электрическим нолем переменного тока (50 Гц) па установке ЭОС-5М. Напряженность обработки 1,5; 2,5;-3,5 кВ/см, экспозиция 5 с, 15с, 30с, 1 мин, 3 мпп, 5 мни, 10 мин, 30 мин, 60 мин, 90 мин, 180 мни.

Определение степени влияния различных режимов электрической обработки па ирорастапне семян, рост проростков и 1 корешков проводили на основании учета таких показателей, как энергия прорастания й всхожесть семян, длина проростков и корней на 10-е суткн после прорастания, содержание сухих веществ в проростках н корнях 10-днсвных растений.

Контролем служили необработанные семена. Повторноеть опыта пятикратная, но 50 семян в повторении.

Опыты по изучению действия электрического ноля различной напряженности на прорастание семян гороха сопровождались фи№лого-биохимнчсскимн анализами; определение во-допоглощающей способности обработанных семян, определение дыхания семян и поростков, содержания азота и фосфора в надземных органах и корнях 10-дневных проростков, содержание углеводов,

Почвенно-клнматические условия в.годы эксперимента были весьма благоприятными для выращивания гороха.

В.полевом опыте исследования проводили по шести вариантам— напряженность электрического поля 1,5 кВ/см с экспозицией 5 и 15 с, напряженность 2,5 кВ/см, экспозиция 10 мин н напряженность 3,5 кВ/см в течение 5 с и 5 мни.

о

Контролем служили растения из необработанных сём ян. Повторность опыта 4-кратная, площадь делянки 12 кв. м.

В процессе роста растений гороха но фазам вегетации проводили фенологические наблюдения, регистрацию, линейных биометрических показателей надземных к подземных органов растений, определение содержания пигментов А, В и каротикоидов в листьях растений, определение содержания Сахаров, аскорбиновой кислоты и сухих веещств в бобах гороха технической зрелости и учет урожая.

Научная новизна результатов исследований. Нами установлено, что предпосевная обработка семян овощного гороха переменным электрическим полем влияет на их жизнеспособность и продуктивность растений.

Этот физический фактор влияет на водоиоглощение семян гороха, на дыхание проростков, па содержание углеводного комплекса, а также на содержание азота и фосфора в проростках.

• Апробация работы. Результаты исследований доложены на научной конференции факультета защиты растений Кубанского сельскохозяйственного института в 1976 г.

Объем работы. Диссертация изложена на 3 51 странице машинописного текста, включает 20 таблиц, 10 рисунков и список литературы, включающий 267 источников, в том числе 25 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Определение оптимальных режимов предпосевной обработки семян овощного гороха электрическим полем. Работами ряда исследователей установлено, что обработка семян электрическим полем ускоряет процесс прорастания (И за-ков Ф. Я. и др., 1958; Смирнова И. С. и др., 1963), увеличивает боковое ветвление растений (Березина Н. М., Сабешки-на Л. М„ 1972, Макаро И. Л„ Кондратьева А. В., 1962; Тиунов А, Н. и др., 1970), стимулирует синтетические процессы, обеспечивающие накопление сухих веществ в тканях растений, повышает количественный состав и суммарную массу репродуктивных органов (Макаро'И. Л., Кондратьева А. В., 1902; Тиунов А. Н. и др., 1970).

Однако эффект электростнмуляцин, как указывает Иза-ков Ф. Я- и др. (1958), Кондратьева А. В. (1962) Сабешкн-на Л. М. (1971), Мухин В. Д. и Сизов Н. В. (1969), зависит от влажности семян, их возраста и сортности, интервала времени от обработки до посева, температурного и питательного режимов при выращивании растений нз обработанных семян.

Основными параметрами режима предпосевной электрической обработки семян, определяющими эффективность дан-

rtoro метода, является напряженность электрического поля н продолжительность его действия на объект. -

При одной и той же напряженности электрического поля с увеличением экспозиции процессы прорастания семян замедляются, с уменьшенном — ускоряются.

Поэтому энергия прорастания и всхожесть семян варьируют п зависимости от напряженности электрического ноля и времени пребывания семян нод действием физического фактора, При напряженности поля 1,5 кВ/см н экспозиции- 5—30 с всхожесть семян составила 97,6—98,5%. при 96,5% в контроле.

Обработка семян напряженностью электрического поля 2,5 кВ/см нрн продолжительности действия 1 — 10 мин способствует повышению всхожести семян до 96,0—98,8%, что является логическим подтверждением полученных данных о высокой энергии прорастания этил же семян, на 15,5% выше, чем в контроле.

Продолжительное пребывание {от 30 до 180 мин) семян при той же напряженности не сказывается на всхожести.

Напряженность электрического поля 3,5 кВ/см при всех экспозициях отрицательно сказывается на энергии прорастания и всхожести семян. е ' ' „■

Электрическое поле переменного тока оказыает влияние не только на посевные качества семян, но н наменяет рост проростков на ранних фазах вегетации.

Проведенные нами замеры линейного роста 3-дневных проростков показывают, что при обработке напряженностью 1,5 кВ/см в условиях почти всех применяемых экспозиции превышение длины первичных зародышевых корешков над контрольными не наблюдается. При обработке напряженностью 2,5 кВ/см н экспозиции от 10 до 60 мин зародышевые корни проростков были на 0,8—0,9 см длиннее, чем у контрольных Увеличение напряженности до 3,5 кВ/см при всех изученных экспозициях практически не вызывает стимулирующего действия, а в отдельных случаях тормозит ростовые процессы.

Рост 10-дневных растений также изменяется в зависимости от режима обработки семян электрическим нолем.

С увеличением напряженности до 3,5 кВ/см линейный рост стебля уменьшается на 1,4 см по сравнению с контролем, а -при напряженности 1,5 кВ/см и экспозиции 5—30 с обнаруживается эффект стимуляции этого процесса: 6,8—7,3 см при 6,7 в кЪитроле.

Наибольший линейный рост стебля — 7,8—7,9 см отмечается при напряженности 2,5 кВ/см и экспозициях 10 и 30 Mtiti.

В зависимости от величины напряженности поля и продол-

житольноетп действия на объект обнаруживаются изменения и в росте корней 10-дневных растении. В частности, при обработке напряженностью 1,5 кВ/см с экспозицией от 5 до 10 мин длина корней на 1—1,3 см превышает контроль. Наиболее благоприятные режимы обработки создались в электрическом поле.нппряженностью-2,5 кВ/см при воздействии 3—10 мин: рост корней на 6,7 — 12,0% выше, чем у контроля.

Нами определялось также накопление сырой массы н содержание сухих веществ в вегетативных органах 10-дпев-ных проростков.

»Из полученных данных следует, что обработка семян электрическим полем вызывает стимуляцию органообразова-ния 10-дневных проростков гороха, в результате чего сырая масса стебля в отдельных случаях превышает контрольна 15—28%. Особенно заметен рост накопления сырой массы в стебле: наблюдается нрн напряженности 2,5 кВ/см с кратковременной (5—30 с) и более длительной экспозициями (I— 10 мин) и составляет соответственно 3,7 и 3,9 г и 4,1—4,2 г (на контроле 3,3 г). ■ ■ :

'Нарастание вегетативной :массы несколько усиливается н в условиях режима напряженностью 1,5 кВ/см с экспозициями 5 и 15 с.

"Сырая масса корней, полученных из семян, . обработанных напряженностью. 1Д> кВ/см при кратковременном (5— 30 с) ,н более длительном (1—10 мни) действиях, увеличивалась на 7,4—12,0% посравнению с контролем. Максимальной она была и при напряженности электрического ноля 2,5 кВ/см н экспозиции-10 мин, когда подопытные растения превышали контроль на 12,0%.

Электрообработка - семян напряженностью 3,5 кВ/см не оказывает положительного действия па накопление сырой массы, а, напротив, -понижает, ростовые процессы стебля н корней. / ;

При оценке влияния электрического поля на биологнче-- ские свойства гороха-мы определяли содержание сухих веществ в вегетативных органах проростков, в первоначальный период развития.растений как объективный показатель жизнеспособности организма в целом.

Содержание сухих веществ в корнях и надземной части растений варьирует в пределах от 6,4 до 8,6% (табл. 1).

Стимулирующее-действие на накопление сухих веществ в надземных органах проявилось при напряженности 1,5 кВ/см и экспозициях 5—30 с и при напряженности 2,5 кВ/см при ;экспозициях 10—30 мин, В условиях напряженности 3,5 кВ/см при всех экспозициях опыта надземные органы 10-дневных растений гороха содержали сухих веществ меньше, чем в копт-роле.

Таблица I

Влияние электрического поля на содержание сухих веществ в листьях п корнях 10-дневных растений гороха, % (1974 г, — в среднем из трех опытов)

Напряженность электрического поля, кВ/см

Время 1.5 2,5 3,5

обработки

листья корнн ЛИСТЫ! КОрШ! ЛИСТЬЯ корпи

Контроль 7,9 6,9 8,5 7,3 7,6 7,1

Г> с 8,2 7,3 8,6 7,0 7,3 7.0

15 с 8,2 7,-1 в,6 7,7 7,3 7.0

30 с 8,2 7,2 8,6 7,8 7,3 6.9

1 Mill) 8.1 6,9 8,6 7.8 7,2 6,9

3 шш 8,1 6,9 8.7 7,8 7,1 6,8

5 мин «.I 6,9 8,9 . 7,8 7,1 6,8

10 мин 7,9 6,8 9,2 8,0 7,1 6,8

30 мни 7.8 в,8 9,1 7,8 7,0 6.6

60 мни 7,7 6,8 8,9 7,7 7,0 6,6

90 мни 7,7 6.8 8,7 7,3 - . 7,0 6,6

180 шш 7,7 •6,8 8,6 7,1 6,4 6,5

В корнях более интенсивное накопление сухих веществ отмечается при электрообработке напряженностью 2,5 кВ/см почти при всех экспозициях, но особенно при 10-минутной экспозиции. При 5- н 10-мпнутиых экспозициях и напряженности 1,5 кВ/см сухое вещество корней превышает контроль на 5,8—7,2%.

Анализ накопленных нам» эисл ери ментальных данных показывает, что для овощного гороха оптимальным режимом является обработка семян электрическим полем напряженностью 2,5 кВ/см с экспозицией 10 мин. При этих условиях обработки наблюдается тенденция к увеличению энергии прорастания и всхожести семян. Десятидневные проростки характеризовались более активным ростом стебля и корней и повышенным накопленном сырой массы и сухих веществ в надземных и подземных частях растеши"!. чз

Заслуживает внимания и режим предпосевной электрообработки напряженностью 1,5 кВ/см при кратковременном действии 5 и 15 с.

2. Влияние электрической обработки семян на их водопо-глощение. Из литературных данных известно, что на поступление воды в семена оказывает влияние ряд факторов: температура, аэрация^ рН среды, гравитация, солнечная радиация электрический потенциал ночвы, магнитное иоле, ультразвуковые волны, характер окружающих семя покровов н др. (Крокер В., Бартон Л., 1955; Макагон Л, С,, Овчаров К. П., 1967; Рубан Е. Л., Долгоиолов Н. Н„ (969; Эльпинер И. Э.,

б

1964)..Маши исследования были посвящены вопросам изучения характера поглощении воды (дистиллированной и из "смеси Кпопа) семенами гороха, обработанным» переменным электрическим нолем на установке ЭОС-5М в условиях трех режимов: экспозиция 5 и 15 с при напряженности поля 1,5 кВ/см н 10-минутная — с напряженностью 1юля 2,5 кВ/см. Контрольными служили необработанные семена. Повторпость опыта 10-кратная.

О степени поступления воды в семена судили по нзменешно их веса. Затем делали пересчет на влажность.

Как свидетельствуют полученные нами Дойные, во всех вариантах опыта проявлялась общая закономерность — основное количество воды поглощается семенами гороха в первые 8 часов после намачивания независимо от режима нредносев-ной электрообработки. В последующем идет более медленное их набухание н после 24-часового замачивания поступление поглощаемой воды прекращается (табл. 2).

Таблица 2

Динамика поглощения дистиллированной воды семенами гороха, обработанными электрическим полем, в % (1975 г,— в среднем из двух опытов)

Время пребывания семян в воде Необработанные семена (контроль) Режимы обработки семян

напряженность поля 1,5 кВ/см, экспозиция 5 с напряженность поля 1,5 кВ/см, экспозиция 15 с напряженность поля 2,5 кВ/см, экспозиция -10 мнн

1ч ' 2.5 9.7 9,1 12.0

2 ч 34.2 26,0 23, ( 26,7

4 ч 72 2 61,1 59,0 68,3

6 ч ЮбЗ 86,9 £9,2 91,3

8ч~ 123,7 107,2 116,0 123,9

10 ч 132.5 122,-1 133,1 139,7

12 ч 137,7 129,1 141,6 147.1

24 ч 151,1 147,9 158,2 164,8

48 ч 157,6 157,3 169.2 173,5

Наблюдаемые в наших опытах различия в водопоглоти-тельнон способности семян гороха проявляются в первый час ' после замачивания. Количество воды, поглощаемой семенами, испытавшими воздействие электрического поля, было больше - но сравнению с контролем в 3,7—4,8 раза.

Интенсивность поглощения воды семенами гороха в значительной степени зависит от напряженности электрического поли и длительности его действия. Поступление воды в семе-па гороха, обработанные электрическим полем напряженностью 1,5 кВ/см при экспозиции 5 и 15. с,; составляет соответственно 9,1 и 9,7% в течение первого часа после замочкн

. семян. Обработки электрическим полем напряженностью 2,5 к В/см при экспозиции 10 мни обусловливает еще более высокое водонуглощенне (12% за первый час пребывания селян в днстилпроваиной воде).

Заметно возрастают темпы водоиоглошения у обработанных электрическим нолем и проращенных семян, гороха в солевом питательном субстрате смеси Кнопа. .При воздействии на них напряженностью поля 1,5 кВ/см в течение 5 н 15 с набухание идет активнее, чем на контроле, в 3,7—4,0 раза..Повышение напряженности ноля до 2,5 кВ/см, а экспозиции до 10 мин вызывает более ускоренное поступление,воды в семена из смеси Кноиа. В течение 1 ч ее количество увеличивается на 11,4%, что более чем б 4 раза выше водопоглощения контрольных семян (2,8%).

В свою очередь, более интенсивное поглощение воды вызывает активизацию начала физиолого-химнческих процессов, приводящих к пробуждению н, в конечном итоге, к прорастанию семян.

4. Влияние предпосевной обработки семян электрическим полем на дыхание семян и растений гороха

_В наших исследованиях ставилась задача — выяснить, как изменяется дыхание семян гороха в процессе хранения, набухания и прорастания после их обработки электрическим нолем высокого напряжения.

Установлено, что интенсивность дыхания сухих семян под воздействием электрического тока уменьшается. При исноль-зованниполя напряженностью 1,5 кВ/см с экспозицией 5 с активность дыхаиня снижается более чем о 1,5 раза. Удлинение экспозиции до 15 с при той же напряженности поля приводит к еще большему угнетению этого процесса, и уровень его интенсивности падает более чем в 2 раза.

Увеличение напряженности электрического ноля до 2,5 кВ/см, а экспозиции до 10 мин вызывает дальнейшее подавление интенсивности дыхания сухих семян, которая уменьшается но сравнению с контролем в 3 раза.

У наклюнувшихся семян, предварительно обработанных электрическим нолем, обнаружились колебания в интенсивности дыхания в зависимости от режимов электрообработкн. Высокий уровень дыхания проявляют семена, испытавшие воздействие напряженности 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мин —■ 296,9 мкл/час Oj на 1 г сырой массы, что значительно выше, чем у контроля (250,9 мкл/час 02 на 1г сырой массы).

" При изучении интенсивности дыхаиня у 2-сантиметровых проростков, полученных из предварительно обработанных

электрическим нолем семян гороха, существенных изменении не. обнаружено. В то же время отмечено, что ткани стеблей 10-дневных проростков имели повышенную интенсивность дыхания, если семена перед проращиванием находились под вляннем электрического поля. Наиболее высока» степень активности дыхания проростков проявилась, когда семена обрабатывали полем напряженностью 2,5 кВ/см н экспозшши 10 мин.

Итак, по нашим данным, предпосевная обработка семян овощного гороха электрическим током вызывает изменения в интенсивности дыхания тканей. У сухих семян наблюдается подавление дыхания, у набухающих — активизация этого процесса, у прорастающих индифферентность в реакции на предпосевную обработку, н п период активного роста проростков вновь проявляется стнмнлирующий эффект.

4.: Превращение углеводов в семенах и проростках гороха при воздействни электрическим полем. Семена гороха сорта Овощнон-76 и их проростки {подопытные и контрольные) анализировали на содержание Сахаров, крахмала и его фракционных компонентов: амилозы и амилопектина, а также на содержание неорганического фосфата в идентифицированном крахмале.

■ Содержание крахмала в семенах до воздействия на них электрическим полем составляло 30,2%. При этом амилоз пая фракция была 47,9% от общего количества крахмала, а ами-лопектиновая — 52,0%, В структуре крахмального зерна количество этерифицнрованного фосфата было 0,18%,

^Обработка семян гороха переменным электрическим полем различной напряженности вызывает изменение во фракционном хоставе крахмала семян овощного гороха. В частности, при напряженности 1,5 кВ/см н минимальной продолжительности действия фактора (5 с) высвобождение фосфора из мицелярной структуры к^хмала в цитоплазму клеток минимальное, а в варианте обработки 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мин, напротив, — максимальное.

Под действием электрического поля соотношение амилозы н амилопектина в крахмале обработанных семян гороха изменяется. Разветвленная полимерная фракция амилопектина уменьшается, тем самым обусловливая первоначальный этан разрушения и, в конечном итоге, снижение содержания крахмала в тканях семян, обработанных электрическим полем.

Под воздействием электрического ноля в запасающих н мернстематнческнх тканях семян гороха возникают условии, способствующие, с одной стороны, накоплению физиологически активных форм углеводов, а с другой, — функциональному активированию точки роста, метаболнзнрующен эгн вещества для. процессов органообразования при прорастании.

.а

;/ Анализ данных по содержанию углеводов _ в тканях 10-дневных растений гороха показывает; что в условиях активно-, го роста в направленности ,углеводного обмена. имеются некоторые особенности.: В начальной фазе ,роста у контрольных растений наблюдается- накопление низкомолекулярных Сахаров (до 4,6%) и незначительный синтез крахмала (5,3%). Компонентный состав крахмал ыюгозерна характеризуется .преобладающим содержанием амилонектина (57,4% к общему,содержанию крахмала). ••;• . у . 'В тканях проростков отмочено накопление мопосахаров (до 2,6%) и днеахаров (2,0% на 'сухое'вещество). ■ < . у'

'Обработка семян переменным электрическим нолем высо--кого напряжения вызывает, в проростках сдвиги углеводного обмена. . Во-нервых, снижается содержание .крахмал а в к лет г ках, например, в варианте электрообработки напряженностью 1,5 кВ/см и экспозицией 5 с, в тканях проростков содержание крахмала уменьшилось па: 0,9%, а при увеличении напряженности поля до 2,5 кВ/см: И;временн-действия до 10 мин его количество уменьшилось на-1,5%,* во-вторых, изменению иод? вергается н качество крахмала;'. В тканях проростка основную "часть крахмала составляла фракция амилопектина (от 60,4 до 64%), тогда как в проростках контрольных растений его . содержание не превышало 57,4%. . , .> * /,: . ;

Нарушение фракционного .состава крахмала '..-в опытных проростках сопровождалось-изменением содержания моносахаров в тканях. Так, в 10-дневных<проростках гороха,количество, моиосахаров увеличилось в 2,5.раза после обработки семян электрическим полем напряженностью 2,5 кВ/см с экспо-„ зицией 10 мин. ■■■",. - : ■ -

Характерно, что в процессе, роста-и развития опытных 10" дневных проростков содержа ние:диса харов в тканях,растений ■ почти не изменяется.. . _..- ;■.. л. ./

5. Действие предпосевной электрической обработки семян на содержание азота инфосфера : в проростках-овощного гороха. В наших опытах ставилась задача—определить характер накопления азотных и фосфорных ^элементов питания в надземных и подземных вегетативных.органах 10-дневных растений гороха. '• ^ л, ■■■ .. .

•Из полученных данных следует,, что^по'-содержанию различных фракций азота-в.тканях стебляЛО-днёвного гороха об- наруживается, общая-" тенденция:; с .увеличением напряженности поля (при обработке семян) содержание общего, белкового и небелкового азота'увеличивается.-^ V

Абсолютный количественны ^показатель по содержанию .„^общего-азота в стеблях не превышает,-13 мг/п сырого веще. ства. В контрольных:; растениях;^". общий . азот составляет : !1 мг/г, а белковый — 6,5,мг/г сырого вещества.

В тканях стеблей, полученных от семян, обработанных электрическим нолем напряженностью 1,5 кВ/см при экспозициях 5 и 15 с, содержание общего и белкового азота несколько меньше, чем у контрольных растений.

Максимальное содержание общего азота (в пересчете на сырое вещество) — 12,9 мг/г (белкового 7,8 и небелкового 5,1 мг/г) отмечено в стеблях гороха, выращенного пз семян, обработанных напряженностью 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мин.

Содержание общего азота в тканях корней гороха не превышает 6,5, а белкового— 2,8 мг/г сырой массы. Наибольшее количество общего азота в корнях гороха обнаружено у растений, семена которых подвергались воздействию полем при напряженности 2,5 кВ/см с экспозицией 10 мни.

Кратковременная экспозиция (С с) при напряженности 1,5 кВ/см отрицательно сказывается на накоплении общего и белкового азота. Растения от семян этого варианта опыта значительно уступали контрольным но накоплению веществ, содержащих азот.

При той же напряженности (1,5 кВ/см) и экспозиции 15 с содержание общего азота в тканях корней составило

5.4 мг/г сырого вещества, что на 0,7 мг ниже контроля, а накопление белкового азота, напротив, было на 0,4 мг выше контроля.

В растениях 10-дневпого возраста обмен веществ протекает интенсивно, и листовой аппарат значительно накапливает минеральный фосфор, который достаточно мобилизуется в процессах синтеза н переходит в органическую фракцию. Особенно интенсивно это происходит у проростков гороха нз семян, обработанных электрическим нолем напряженностью

2.5 кВ/см в течение 10 мин. В корнях этих растсЕшй количество свободных растворимых фосфорных соединений с ннзкомо-

^ лекулярньш весом сравнительно высокое (6,21 мг/г сырого вещества).

В варианте опыта, где на семена воздействовали нолем напряженностью 1,5 кВ/см при экспозиции 5 с в корнях 10-дневных растений происходило незначительное увеличение (по сравнению с контролем) содержания фосфора по фракциям.

Увеличение экспозиции до 15 с уменьшало органическую фракцию фосфора, и количество минерального фосфора в тканях корней овощного гороха возрастало.

6. Влияние предпосевной обработки семян электрическим полем на рост и продуктивность овощного гороха. Проверка эффективности влияния предпосевной обработки семян овощного гороха электрическим полем на продуктивность растений проведена в полевых условиях в 1975 г.

Л

; ,;,Опытыгпроводили,-обрабатывая>семена^электрическим полем, напряженностью 1,5 кВ/см при; экспозициях и: 15 с; 2,5>кВ/см в течение 10 мин и 3,5 кВ/см^ с экспозициями 5 с и.

. В процессе выращивания растений проводили фенологические .наблюдения и не ко тор ые< б ио хпм и ч ески еа н а л н з ы.

. „Густоту стояния растений учитывали,при^появленни всходов и перед уборкой урожая в фазе технической-зрелости бобов. Наибольшая густота растений наблюдалась при обработ-. ке-семян перед посевом; напряженностью-1,5 кВ/см ирн эксно-, знцнях 5-,н 15 с (95 растений н а-' 1 _ м2) . П о в ы ш ей и е напря*.

жённости до 2,5 к В /с - у дл н н ени ео б р а бот к ид о 1 Ом и н при--'водило'к уменьшению количества растеннй-до 94,1:Шт. на 1 м2. < Проводилось наблюдение за интсисивностью -линеГнюго .роста кориен-и стеблей и накоплением;массы сухнх веществ в основ-нь1е фазы вегетации; в фазу первого настоящего-листа, ветвле: . ния, цветения и формирования бобош^ -

■; Стимуляция ростовых ; процессов' сте б л явфазу первого настоящего листа наблюдалась у растеиий, выросших-на^сс-мян< г предварительно обработанных электрическим ; полем напряженностью 1,5 кВ/см при -: экспозиции-; 15:с /и - напряженностью поля 2,5 кВ/сМ ири времени действия ;10 мин-(2,7 см). По.остальным фазам.вегетациистимуляция.нрбявляется только в варианте опыта ,с напряженностью 2,5 кВ/см н- экспозицией 10 мин: длина -стебляб ила--максимальной— 55,9 см; чтобольше по сравнению с контролем I на 2,9 см.,- .- --¡:-. ,.'.! ^Особенности роста главного-корня ,;в:зависимости от обра; ботки-семян электрически м-полем-были такими же, как и у ' 'стебля;; наибольшая его длина V .(21,9 см)абыла в варианте с напряженностью 2,5'кВ/см и экспозицией Ю мин. ' - Содержание сухнх^вёществ в стеблях-гороха по фазам вегетации изменялось в" предел ах от12 до 17,6%, а в корнях—от .4,5 до 12,9%. . - ; •'."'> . ^

; Предпосевная обработка семян электрическим нолем с по-, собствоваладвелнчению содержания сухих веществ в тканях ,' стебля,и корней в среднем на 0,8—1,5% г в фазу первого насто-■*.- ящего листа. В дальнейшем,:же у подопытных растений након-. ленис сухих веществ^шло медленнее,-чем?у. контроля. Исклю-, чение составляют "растения, выращенные из семян, обработан-] ных электрнческии^полем 2,5; кВ/см при экспозиции 10 мин*. ; У ~них показатели этого 'процесса или на уровне контроля,

• или выше его на 0,1—0,4%. '

<:■; Для выявления особенностей.накопления в листьях гороха " основных компонентов пигментной-системы в зависимости от

• обработки семян электрическим полем нами определялось ; содержание хлорофнллов^Л-и-В, а также каротиноидов в фазах ветвления, цветения'н формирования бобов. : ^ . 12 ' ... - -'".

Исследования показали, что синтез хлорофилла А в фалу ветвления у подопытных растений происходит в таких же пределах, как и на контроле. У растений более старшего возраста отмечается повышение активности накопления этого вещества под влиянием обработки семян электрическим полем, но только в одном варианте опыта — напряженность 2,5 кВ/см с экспозицией 10 мин.

Содержание хлорофилла В н каротинондов увеличивается в листьях подопытных растений но сравнению с контролем но все изученные нами фазы роста.

Были проведены анализы на содержание в бобах технической зрелости сухнх веществ, Сахаров и аскорбиновой кислоты.

Предпосевная обработка семян электрическим полем в режимах напряженности 1,5 кВ/см при экснознцнн 15 с н 2,5 кВ/см в течение 10 мни способствует увеличению сухнх веществ в бобах соответственно на 2,8 и 4,0%. Содержание Сахаров в бобах подопытных растений всех вариантов полевого опыта возрастало в 1,5 раза по сравнению с контролем.

Предпосевная обработка семян электрическим нолем обеспечивает также стимуляцию процессов синтеза аскорбиновой кислоты. Нами установлено, что при напряженности поля

1.5 кВ/см и экспозициях 5 н 15 с содержание аскорбиновой кислоты в бобах составляло 29,4—30,1 мг%, что в среднем на

5.6 мг% выше контроля. Высокий процент аскорбиновой кислоты (30,8 мг/100 г массы) был в бобах растений, семена которых прошли предпосевную обработку в режиме напряженности электрического ноля 2,5 кВ/см нри времени действия 10 мин.

Для выяснения влияния предпосевной обработки семян неременным электрическим полем на продуктивность гороха нами проведен учет урожая в фазу технической зрелости бобов. На контрольных делянках собрано в среднем 66,6 ц/га бобов. В опытах, где на семена перед посевом воздействовали электрическим полем 1,5 кВ/см нри экспозициях 5 а 15 с прибавка урожая была сравнительно небольшой—1,3—1,7 ц/га. Максимальный урожай у растений от семян, обработанных электрическим нолем напряженностью 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мин, на 10,3 ц выше но сравнению с контролем (табл.3).

Для выявления экономической эффективности предпосевной обработки семян овощного гороха, при условии ее применения в производственных масштабах сельского хозяиства, 1 нами определялось несколько показателей экономической эффективности для тех режимов обработки, при которых получилась прибавка урожая зеленого горошка.

' ■ ■■*',: .■■ V--.!. ' Таблица 5

Экономическая эффективность предпосевной обработки семян < овощного гороха электрическим полем (1975 г.)

Показатели

Режимы обработки

Контроль напряженность 1,5 кВ/см, экспозиция 5 с ... Я ' ! га . у X" Эк» Ел 3— яо 2 = й ф а напряженность 2,5 кВ/см, экспозиция 10 мин

•-{66,6 67.9 1,3 68,3 1.7 76,9 10,3

263,5 265,2 265,5 273,3

671,3 407,8 - ■ 684,4. 419,2 : 688,5 423,0 755,2 501,9 -

*3,96 ...'154,8 11,4 3,91 , 158,1 15,2 ' 3,89 • 159,3 04,1 3,55 183,6

f — 4,3 5,8 34,4 -

Урожайность, ц/га . . . . '. Прибавка урожая, ц/га; Л / Производстве иные затраты. . на 1 га, руб. , . . . '. - ■

• Стоимость валовой продукции:с

• - I га, руб........ _!; .^ ,

Чистый доход С 1 га, руб.; „ . . Дополнительный чистый доход с . 1 га, руб. . ... . . . , . Себестоимость I ц, руб. . Норма рентабельности, % . Норма рентабельности дополнительных затрат, .', - -

НСР»

1.96

-Из приведенных данных в табл. 3 видно, что применение этого метода экономически эффективно.

^ Подобный вывод вытекает'из того, что наряду с увели чением урожайности культуры и, следовательно, стоимости валовой продукции с 1 га-наблюдается и рост дохода с той же' ■площади.

. При этом оптимальным'вариантом .по-.чистому доходу, себестоимости 1 ц продукции и норме рентабельности является : обработка электрическим полем; напряженностью 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мни. .V*1 1 "

, В этом варианте величина .чистого дохода на 1 га превы-. шает контрольныГг-на 94,1-руб^; себестоимость ! ц меньше на 10,4%, а норма рентабельности соответственно возрастает со ,154,8 до 183,6% ; Таким .образом, для производственных условий наиболее эффективным является этот вариант,

ВЫВОДЫ

1. Предпосевная обработка семян овощного гороха электрическим полем'высокого, напряжения может вызывать,1 в зависимости от дозы, повышение или понижение энергии нрора-

Стация и всхожести. Причем прямую зависимость в изменении этих показателей можно наблюдать не всегда. Наиболее существенное повышение энергии прорастания и всхожести было отмечено в варианте с напряженностью электрического ноля 2,5 кВ/см при экспозиции 10 мин.

2. Обнаружен эффект положительного действия электрического поля па процессы прорастания семян овощного гороха, обработанных оптимальным режимом. 10-дневные проростки характеризовались более активным ростом стебля и корней, повышенным накоплением сырой массы и сухих веществ в вегетативных органах растении.

3. Предпосевная обработка семян овощного гороха электрическим полем стимулирует процессы водопоглощения семени.

Максимальное водо поглощен не семян — при э'лектрообра-ботко посевного материала напряженностью 2,5 кВ/см н при экспозиции 10 мин (до 173,5%); наиболее активное водопогло-щенне у обработанных семян отмечали в первый час намачивания.

4. Переменное электрическое поле высокого напряжения пызывает изменения углеводного обмена в клетках семян и проростков овощного гороха. Обнаружена первичная деструкция крахмала, при которой уменьшается фракция амнлопек-тииа, увеличивается содержание амилазы, накапливаются moho- и днеахара.

В 10-дневных проростках обработанных семян содержание крахмала в клетках падает н в 2,5 раза у «ел ¡пишется содержание моносахаров.

5. Предпосевная электрическая обработка семян овощного гороха изменяет интенсивность дыхания у пробуждающихся к росту семян. В дальнейшем процессы активного роста проростков сопровождаются стимулирующим действием электрического ноля на дыхание тканей.

Неблагоприятное действие на дыхание гороха оказыва-л увеличение режима обработки.

6. Содержание азота в тканях стебля и корнях овощного гороха (белковый, общий, небелкоьый) с увеличением напряженности электрического ноля повышается.

Обработка семян электрическим нолем способствует повышению органической и минеральной фракций фосфора п ч корневой системе и надземных органах 10-дневных растений овощного гороха. При обработке семян напряженностью поля 2,5 кВ/см н времени действия 10 мин эти показатели в тканях растений гороха — наибольшие.

■ 7. Оптимальным режимом предпосевной электрической обработки семян, обеспечивающим получение высокого урожая овощного гороха технической зрелости, является напрл-

ценность поля. 2,5 кВ/см. при экспозиции 10 мни. Урожай-овощного гороха, составил 76,9; ц/га: с прибавкой урожая 10,3 ц/га, посевы отличались высоким стеблестоем- (94,1 шт. на 1 м2), активным ростом стебля и корней, повышенным накоплением сухих веществ (29,9%), сахаров (8,8%) и1 аскорбиновой кислоты (30,8 мг%);;вбобах^техннческой:зрелости.

Этот вариант экономически-эффективен; величина чистого дохода превышает контрольный;на 94^1 руб.,, себестоимость 1 ц меньше-на-10,4%,-,а: норма рентабельности соответственно возрастает со 154,8 до 183,6%. . • , ; ,;■ . *

Практические рекомендации

Метод предпосевной обработки семян переменным элект-.рнческнд током высокого.иапряження рекомендуется для производственного испытания с целью повышения урожайности семян овощного-гороха. При этом;, наилучшим режимом' яв-; .ляется электрообработка : напряженностью 2,5 кВ/см : при экспозиции 10 мин, V. -

По материалам диссертации опубликована работа

Влияние предпосевной обработки семян электрическим полем неременного тока ;11алрост и развитие овощного гороха. Труды КСХИ, вып. 119 (147). 1976 (в соавторстве) .. " - ч:

Объем I п. л. Заказ 1996. Тираж 150

Типография Московской е^-х.*академии им. К. А; Тимирязева

125008; МоскааЛ-8; .Тимирязевская ул., 44: 1';