Стимуляция прорастания семян электромагнитным излучением

Введение. В последние десятилетия слабое электромагнитное поле миллиметрового диапазона широко применяется в медицине, биологии и сельском хозяйстве [1, с.33; 2, с.68; 7, с.86]. На растениях, а тем более на семенах, подобных исследований крайне мало. Известно, что воздействие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на живые объекты оказывает благоприятное влияние на их выживаемость [3, с.66; 4, с.28; 5, с.131; 6, с.77; 7, с.6]. Поэтому целесообразно использование этого фактора для стимуляции прорастания семян, всхожесть которых ослаблена в результате длительного хранения. Использование излучения миллиметрового диапазона более перспективно и эффективно по сравнению с другими физическими факторами. В отличие от химических методов обработки, электромагнитное излучение миллиметрового диапазона, поглощаясь обрабатываемым объектом, влияет на процессы жизнедеятельности растений и не оказывает никакого экологически вредного воздействия ни на растения, ни на окружающую среду, что имеет большое значение для сельского хозяйства [5, с.43; 9, с.1].

Целью исследования было изучение воздействия микроволновых лучей на семена различных растений, хранящихся в Генбанке и определение оптимальной дозы воздействия, стимулирующей прорастание.

Объекты и методы исследования. Материалом для исследований служили хранящиеся в Национальном Генбанке семена пшеницы (Triticum durum L.- сорт Ясемен), лука-порей (Allium porrum, популяция из Бейлагана), хлопчатника (Gossypium L.- сорта Агдаш-6, AP-331, AP-154, AP-157), фасоли (Phaseolus vulgaris L.- образец (t-6), чечевицы (Lens culinaris Medik.– образец ShKB-5-44). На начальном этапе исследования длительность и силу воздействия микроволнового излучения для семян каждого растения следовало выбирать в таком соотношении, чтобы была достигнута стимуляция прорастания семян. При мониторинге всхожести семян различных растений были выделены образцы с низкой жизнеспособностью, семена которых были обработаны микроволновым высокочастотным электромагнитным излучением. В качестве оборудования использовалась микроволновая печь Samsung C105AR/C105ABR (230Vt/50Hz, блок выходной мощности 100Vt/900Vt, стандарт EC-705, рабочая частота 2450MHz, объем камеры - 28 л). Было использовано шесть единиц мощности излучения и 6 единиц экспозиции.

Результаты и их обсуждение. Всхожесть и энергия прорастания семян являются одними из основных показателей качества семенного материала. В первой серии опытов по выявлению эффекта облучения на всхожесть семян пшеницы и лука-порей было установлено, что для пшеницы наиболее действенными оказались сочетания более высоких мощностей 300 Vt /dm³/60 сек. и 450/дм³/20 сек., чем для семян лука-порей (рис.1).

Рис. 1. Влияние электромагнитного излучения на всхожесть семян пшеницы и лука-порей

Так, длительное хранение в холодильной камере семян лука-порей привело к понижению всхожести до 15,0%. Воздействие микроволн стимулировало прорастание семян во всех 19 вариантах, кроме варианта 600Vt /dm³/60 секунд. Однако доза 180Vt /dm³ при экспозиции 20 секунд оказалась наиболее оптимальной. Отмечено, чем ниже была исходная всхожесть семян, тем наблюдались лучшие результаты по стимуляции электромагнитным излучением процессов прорастания. Это совпадает с литературными данными [5, с. 131; 8, с.1]. Также наблюдалась обратная зависимость между показателями продолжительности и силы излучения - чем выше один показатель, тем ниже должен быть другой.

Для определения оптимальной дозы и экспозиции электромагнитного излучения стимулирующего всхожесть семян технических культур на примере 4-х образцов (Gossypium L. - Агдаш-6, AP-331, AP-154, AP-157) хранящихся в Генбанке использовали 3 единицы мощности (180 Vt/dm³, 450 Vt/dm³, 900Vt/dm³) и 2 экспозиции (20 и 120 сек.). Как видно из рисунка 2, для семян всех образцов хлопчатника применяемые сочетания дозы и времени воздействия кроме самой высокой (900 Vt/dm³/120 сек.), при которой всхожесть семян понизилась на 4,0-8,0%, оказались стимулирующими. При этом наиболее действенной оказалась доза 180 Vt/dm³/120 сек.

Рис. 2. Влияние электромагнитного излучения на всхожесть семян 4 образцов хлопчатника

На примере 2 видов бобовых растений (Phaseolus vulgaris L. и Lens culinaris Medik.), семена которых различались по своим размерам, была использована одна доза – 600Vt/dm³, но различное время воздействия (от 20 до 180 сек.).

Рис. 3. Влияние микроволнового излучения на энергию прорастания и всхожесть семян фасоли (1) и чечевицы (2)

Как видно на рисунке 3, в отличие от семян чечевицы, для более активного прорастания семян фасоли требовалась большая экспозиция (180 сек.), для семян чечевицы было достаточно более короткой экспозиции (80 сек.) при мощности 600Vt/dm³.

Таким образом, полученные в ходе проведенных экспериментальных исследований результаты позволяют предположить возможность использования стимулирующих характерных для каждого вида растений доз электромагнитного излучения для активации первичных процессов метаболизма.