Экология /радиационная безопасность и

социально-экологические проблемы/

Мельникова А.М., Пастухова Н.Ю

Донбасский государственный технический университет

Воздействие лазерного облучения на всхожесть семян и развитие проростков

С давних времен важнейшим условием увеличения продуктивности растениеводства справедливо считается улучшение плодородия земли. На мелиорацию, ирригацию и химизацию земледелия расходуются во всем мире огромные средства и усилия ученых. Однако, печальный парадокс прогресса при химизации сельского хозяйства заключается в том, что после чрезмерного применения нитратов, фосфатов, пестицидов, синтетических регуляторов роста злой тенью следует отравление урожая, пищи, воды, угроза здоровью и жизни людей. Отсюда, как следствие, возникает активизация разработки новых путей и методов интенсификации продуктивности растениеводства.

В виде одного из таких способов и представлен лазер или лазерное излучение. Поскольку в современных научных центрах стали уделять большое внимание современным технологиям выращивания культур, то в таких условиях был разработан целый ряд методов воздействия на с/х культуры различными физическими факторами, оказывающими стимулирующее влияние на рост и развитие растений и, в конечном счете, на урожайность самих культур. Растения или их семена стали помещать в сильные магнитные или электрические поля, воздействовать на культуры ионизирующими излучениями или плазмой, а также облучающим концентрированным солнечным лучом – светом современных искусственно созданных источников излучения – лазеров.

Действие лазерной обработки в целом можно назвать специфичным, так как оно представляет собой положительный фактор с точки зрения экологии и безопасности для окружающей среды, поскольку при его воздействии в природу не вносится никаких чужеродных элементов.

Итак, метод воздействия лазером/метод лазерной фотоактивации концентрирует в себе достаточное количество преимуществ по сравнению с иными существующими физическими и химическими способами предпосевной подготовки семян, а именно: 1) стабильное повышение урожайности с/х культур на фоне различных почвенно-климатических условий; 2) повышение качества с/х продукции (увеличение сахаров, витаминов, содержания белка и клейковины); 3) возможность снижения нормы высева на 10-30% за счет повышения полевой всхожести семян и усиления ростовых процессов (в зависимости от сорта, вида культур, кратности обработки); 4) повышение устойчивости растений к поражению различными заболеваниями; 5) безвредность обработки для семян и обслуживающего персонала.

Однако, на положительный эффект воздействия лазерного облучения семян и растений приходится и доля недостатков, которые также необходимо учитывать.

Так, величина эффекта активации и его воспроизводимость зависят от состояния семян, на которое оказывают влияние много естественных и неконтролируемых факторов в процессе хранения и облучения. Отметим, что при определенных условиях облучение семян оптимальными дозами может и вовсе не влиять на активность растений и даже оказывать угнетающее воздействие. Таким образом, проблема длительного сохранения и однозначного воспроизведения эффекта становится ключевой при обработке семян растений различными видами излучения, в том числе и лазерным.

С целью получить практическое подтверждение представленному выше методу был проведен эксперимент. Предметом исследования стали семена бобовых (гороха и фасоли), которые были подвергнуты лазерному облучению различной энергией для того, чтобы проверить благотворное влияние лазерной стимуляции на семена культур: повышение энергии прорастания, всхожесть, рост урожайности. При данном эксперименте фиксировались следующие показатели: время появления всходов, количество проростков ежесуточно, общее прорастание семян, процент пораженных растений, масса растений; при чем опыт повторяли три раза для закрепления полученного результата. В наших исследованиях прорастание семян характеризовалось двумя показателями: энергией прорастания, которая определяется через трое суток после посева и лабораторной всхожестью, которая характеризует способность семян давать полноценные проростки, и определяется через семь суток.

Полученные результаты представлены в таблице:

Образцы для исследования (фасоль)	Время облучения (сек)	Доза (мДж)	Время выдержки семян (сутки)	Энергия прорастания проростков	Лабораторная всхожесть проростков	Макс. всхожесть проростков (см)	Масса проростков (г)
Контроль (10 шт)	_	_	7	0	3	14	8400
Опыт1 (10 шт)	2	30	7	1	6	30	13700
Опыт2 (10 шт)	4	60	7	5	10	24	38000

Облучив семена бобовых культур, можно отметить стимуляцию и ускорение прорастания семян. Так, всхожесть опытных семян оказалась намного выше, чем всхожесть контрольных (не подверженных облучению), при этом в одном из опытных образцов наблюдалось 100%-ое прорастание семян. Облученные проростки имели большую скорость прорастания по сравнению с контрольными образцами; а ускорение роста и развития опытных образцов положительно повлияли и на общую массу проросших растений.

Исходя из результатов проведенного эксперимента, необходимо продолжать проведение подобных исследований, в которых более подробно исследовать влияние дозы облучения и времени выдержки семян на всхожесть и развитие проростков у разных культур.

Литература:

1 Букатый В.И., Карманчиков В.П. Лазер и урожай: Монография. Барнаул:АГУ, 2003. - с.48.

2 Дворовенко Н.И. Лазерная стимуляция семян овощных культур: Вестн.КСХИ. –Кемерово, 1995. – с.34-36