RU2308180C2 - Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds - Google Patents
Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308180C2 RU2308180C2 RU2005133804/13A RU2005133804A RU2308180C2 RU 2308180 C2 RU2308180 C2 RU 2308180C2 RU 2005133804/13 A RU2005133804/13 A RU 2005133804/13A RU 2005133804 A RU2005133804 A RU 2005133804A RU 2308180 C2 RU2308180 C2 RU 2308180C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- seeds
- spruce
- germination
- seed treatment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
Description
Область применения: изобретение относится к способам для обработки семян перед посевом или посадкой.Scope: the invention relates to methods for treating seeds before sowing or planting.
Изобретение может найти применение при искусственном лесовосстановлении и позволит не допустить на месте вырубок смены лиственными хвойных пород и повышения их доли в составе насаждений.The invention can find application in artificial reforestation and will prevent on-site cutting clear-leaved conifers and increase their share in the composition of plantings.
Изобретение может быть использовано для преодоления трудностей, связанных с интенсивным зарастанием посадок травянистой и малоценной древесно-кустарниковой растительностью.The invention can be used to overcome difficulties associated with intensive overgrowing of plantings of grassy and low-value tree and shrub vegetation.
Задачами изобретения являются повышение всхожести семян ели европейской;The objectives of the invention are to increase the germination of seeds of European spruce;
обеспечение эффективного ежегодного лесовосстановления с использованием стимуляторов роста, увеличивающих всхожесть семян и ускоряющих рост проростков, основанных на природных механизмах, не наносящих вреда здоровью людей.ensuring effective annual reforestation using growth stimulants that increase seed germination and accelerate the growth of seedlings based on natural mechanisms that are not harmful to human health.
В сельском хозяйстве известны методы стимуляции с использованием полихроматических источников, таких как разрядные лампы, плазмотроны, генерирующие излучение плазмы инертных газов (главным образом, гелия). (Гордеев Ю.А., Беляков М.В. Использование оптического излучения для предпосевной обработки семян: Учебное пособие. - Смоленск: ФГОУ ВПО "Смоленский сельскохозяйственный институт", 2005, 104 с.).In agriculture, stimulation methods using polychromatic sources, such as discharge lamps, plasmatrons generating inert gas plasma radiation (mainly helium), are known. (Gordeev Yu.A., Belyakov MV The use of optical radiation for seed pre-sowing treatment: Textbook. - Smolensk: Smolensk Agricultural Institute, 2005, 104 pp.).
В лесном хозяйстве результаты измерения оптических свойств семян растений (спектральные характеристики отражения, поглощения и люминесценции), исследование влияния спектра излучения на процессы роста растений, а также исследование совместного действия излучения и химических стимуляторов являются пионерными. Полученные с применением изобретения результаты позволят внести существенный вклад в практическое использование стимуляции роста сеянцев древесных растений. Известны способы применения в качестве стимулирующих факторов электромагнитного излучения оптического диапазона, источниками которого являются различные виды разрядных ламп, лазеры, плазмотроны. Обработка ими дает положительный эффект при применении к семенам практически всех сельскохозяйственных культур, а также некоторых древесных растений (Гордеев Ю.А., Беляков М.В. Использование оптического излучения для предпосевной обработки семян: Учебное пособие. - Смоленск: ФГОУ ВПО "Смоленский сельскохозяйственный институт", 2005, 104 с.; Рыбкина С.В., Беляков М.В. Применение оптического излучения в качестве стимулятора роста древесных растений. - Смоленск: Изд-во "Смоленская городская типография", 2005, 46 с.).In forestry, the results of measuring the optical properties of plant seeds (spectral characteristics of reflection, absorption and luminescence), studying the influence of the radiation spectrum on plant growth processes, as well as studying the combined effects of radiation and chemical stimulants, are pioneering. Obtained using the invention, the results will make a significant contribution to the practical use of stimulation of the growth of seedlings of woody plants. Known methods of application as stimulating factors of electromagnetic radiation in the optical range, the sources of which are various types of discharge lamps, lasers, plasmatrons. Processing them gives a positive effect when applied to the seeds of almost all agricultural crops, as well as some woody plants (Gordeev Yu.A., Belyakov MV The use of optical radiation for pre-sowing seed treatment: Textbook. - Smolensk: Smolensky Agricultural Institute ", 2005, 104 pp .; Rybkina SV, Belyakov MV The use of optical radiation as a stimulator of growth of woody plants. - Smolensk: Publishing House" Smolensk City Printing House ", 2005, 46 pp.).
Заявляемый способ по сравнению с вышеуказанными позволяет улучшить качество и скорость лесовосстановления и имеет экономический эффект, который выражается в сокращении расхода семян при выращивании посадочного материала и получении дополнительного прироста древесины.The inventive method in comparison with the above allows to improve the quality and speed of reforestation and has an economic effect, which is expressed in reducing the consumption of seeds when growing planting material and obtaining additional wood growth.
Задачей изобретения является нахождение оптимальных характеристик и параметров оптического излучения, предназначенного для стимулирования прорастания семян, применяемых в лесовосстановлении древесных растений.The objective of the invention is to find the optimal characteristics and parameters of optical radiation, designed to stimulate the germination of seeds used in reforestation of woody plants.
Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
Способ включает: обработку семян непрерывным УФ излучением в течение определенного времени с определенной дозой облучения или импульсным излучением источника в течение определенного времени с определенной скважностью импульсов, силой излучения и частотой вращения дискового обтюратора; или излучением разрядной ртутной лампы высокого давления через фильтры на определенном расстоянии в определенное время или излучением разрядной ртутной лампы высокого давления в сочетании с химическими стимуляторами на определенном расстоянии в определенное время.The method includes: treating seeds with continuous UV radiation for a certain time with a certain dose of radiation or pulsed radiation of a source for a certain time with a certain duty cycle of pulses, the radiation force and the rotation speed of the disk shutter; either by emitting a high-pressure mercury discharge lamp through filters at a specific distance at a specific time or by emitting a high-pressure mercury discharge lamp in combination with chemical stimulants at a specific distance at a specific time.
На фиг.1 показана схема экспериментальной установки (фотометрическая схема "диффузное/0).Figure 1 shows a diagram of the experimental setup (photometric scheme "diffuse / 0).
На фиг.2 представлены результаты измерений спектральных коэффициентов отражения семян (спектральные характеристики отражения семян ели и сосны).Figure 2 presents the measurement results of the spectral reflection coefficients of seeds (spectral characteristics of the reflection of seeds of spruce and pine).
На фиг.3 представлена схема работы спектрофлуориметра.Figure 3 presents the scheme of the spectrofluorimeter.
На фиг.4 показаны спектры возбуждения и люминесценции семян.Figure 4 shows the spectra of excitation and luminescence of seeds.
На фиг.5 представлены спектральные характеристики пропускания фильтров (ГОСТ 9411).Figure 5 presents the spectral characteristics of the transmission of filters (GOST 9411).
Возможность практического осуществления изобретения подтверждается примерами.The possibility of practical implementation of the invention is confirmed by examples.
Пример 1.Example 1
Для изучения взаимодействия оптического излучения с семенами необходимо предварительно определить их оптические свойства. Известно, что ультрафиолетовое (УФ) излучение подавляющим большинством веществ сильно поглощается. Прозрачные (малопоглощающие) вещества легче всего найти для видимой и ближней инфракрасной (ИК) областей спектра. В частности, для семян древесных растений указанное утверждение можно подтвердить опытом по измерению спектральной характеристики отражения слоя семян.To study the interaction of optical radiation with seeds, it is necessary to first determine their optical properties. It is known that ultraviolet (UV) radiation by the vast majority of substances is strongly absorbed. Transparent (low-absorbing) substances are most easily found for the visible and near infrared (IR) regions of the spectrum. In particular, for seeds of woody plants, this statement can be confirmed by experience in measuring the spectral characteristics of the reflection of the seed layer.
Для большинства веществ выполняется следующее соотношение:For most substances, the following ratio holds:
где ρλ - коэффициент отражения для излучения длины волны λ, αλ - коэффициент поглощения для излучения длины волны λ, τλ - коэффициент пропускания для излучения длины волны λ.where ρ λ is the reflection coefficient for radiation of wavelength λ, α λ is the absorption coefficient for radiation of wavelength λ, τ λ is the transmittance for radiation of wavelength λ.
Так как семена лесных растений являются непрозрачными для излучения оптического диапазона (коэффициент пропускания τλ=0), то по измеренной зависимости ρ(λ) можно качественно судить о поглощении излучения.Since the seeds of forest plants are opaque to radiation in the optical range (transmittance τ λ = 0), it is possible to qualitatively judge the absorption of radiation from the measured dependence ρ (λ).
В качестве опытных образцов использовались семена наиболее распространенных хвойных культур: ели европейской и сосны обыкновенной.Seeds of the most common coniferous crops: European spruce and Scots pine were used as prototypes.
Измерения спектрального коэффициента отражения производились на дифракционном спектрофотометре "Spekol 10" с применением приставки Rd/0. Исследуемые семена, размещенные в кювете в несколько слоев (для устранения влияния стенок камеры образцов), освещались диффузно, с помощью фотометрического шара Ульбрихта, а приемник излучения был установлен под углом около нуля градусов к нормали (фиг.1): 1 - источник излучения, 2 - приемник излучения, 3 - исследуемые образцы, 4 - фотометрический шар, 5 - защитный экран.The spectral reflection coefficient was measured on a
В УФ области (до 330...340 нм) доля отраженного потока излучения высока (около 60%) (фиг.2). Затем следует спад примерно до 10% и полоса минимума отражения на длинах волн 460...540 нм. После этого коэффициент отражения начинает медленно увеличиваться и это увеличение продолжается и в ИК области. Так на длине волны 850 нм доли отраженного излучения семян составляют около трети. Для ели и сосны зависимости практически не отличаются и только в длинноволновой области различие достигает 5%.In the UV region (up to 330 ... 340 nm), the proportion of the reflected radiation flux is high (about 60%) (figure 2). Then follows a decline to about 10% and a band of a minimum of reflection at wavelengths of 460 ... 540 nm. After this, the reflection coefficient begins to increase slowly and this increase continues in the IR region. So at a wavelength of 850 nm, the fraction of reflected radiation of seeds is about a third. For spruce and pine, the dependences practically do not differ, and only in the long-wave region does the difference reach 5%.
Анализируя результаты, можно заметить, что энергетически эффективнее облучать семена в диапазоне минимума отражения.Analyzing the results, it can be noted that it is energetically more efficient to irradiate seeds in the range of minimum reflection.
Для измерения спектров эффективного поглощения и люминесценции семян, для измерения которых применяют спектрофлуориметр "ФЛЮОРАТ-02-Панорама". Измерение спектра люминесценции проходят по схеме (фиг.3). Излучение опорного импульсного источника 1 попадает на монохроматор канала возбуждения 2, где с помощью дифракционной решетки выделяется определенная длина волны и разделяется полупрозрачной пластиной 3. Монохроматизированное излучение частично поступает на опорный фотодиод 4, а частично падает на исследуемый объект (в данном случае - семена), находящийся в камере образцов 5. Отраженный свет попадает на фотодиод 8. Люминесцентное излучение от объекта разлагается монохроматором 6 и попадает на фотоэлектронный умножитель 7, фототок от которого поступает в канал регистрации, а затем на ЭВМ. При этом для исследуемых семян отмечено наличие двух пиков люминесценции (фиг.4). Первый возбуждается коротковолновым излучением (λ<180 нм) и его максимум находится примерно на длине волны 231 нм. Второй пик возбуждается излучением ближней УФ области (максимум примерно на λ=360...370 нм) и его максимум находится в сине-фиолетовой области видимого диапазона излучения (λ=430...450 нм). Отмечено также, что коротковолновый пик люминесценции более ярко выражен, является наименее расплывчатым.To measure the spectra of effective absorption and luminescence of seeds, for the measurement of which the spectrofluorimeter "FLUORAT-02-Panorama" is used. The measurement of the luminescence spectrum is carried out according to the scheme (figure 3). The radiation from the reference pulse source 1 enters the monochromator of the
Таким образом, очевидно, что семена реагируют на УФ излучение и для их предпосевной обработки вполне возможно применение источников, содержащих в спектре излучение ближнего УФ диапазона.Thus, it is obvious that the seeds react to UV radiation and for their pre-sowing treatment it is quite possible to use sources that contain near-UV radiation in the spectrum.
Пример 2.Example 2
В лесном хозяйстве эффективность применения излучения была проверена авторами на семенах ели европейской (Picea Abies К).In forestry, the effectiveness of the use of radiation was tested by the authors on the seeds of European spruce (Picea Abies K).
Обработанные и контрольные семена растений проращивают в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТ 13056.6-97. Всхожесть и энергия прорастания также определяют в соответствии с требованиями данного ГОСТа на Брянской зональной лесосеменной станции.Processed and control plant seeds are germinated in laboratory conditions in accordance with GOST 13056.6-97. Germination and germination energy are also determined in accordance with the requirements of this GOST at the Bryansk zonal forest seed station.
При выполнении анализа применяют аппарат для проращивания семян на свету с автоматическими регуляторами для поддержания переменной или постоянной температуры. Аппарат состоит из металлического корпуса произвольного размера, заполненного водой, внутри которого проходит электрическая спираль для подогрева, сверху корпус накрыт металлическими листами или подносами, на которых размещают ложа для проращивания семян. При проращивании семян обеспечивалось освещение В течение 8 ч. Оценку и учет проросших семян согласно ГОСТ 13056.6-97 проводили в следующие сроки: для ели - энергия прорастания на 10 сутки, всхожесть на 15 сутки. Всхожесть, а также энергию прорастания и другие показатели учитываемых семян вычисляли как среднее арифметическое значение результатов проращивания по четырем отдельным пробам семян.When performing the analysis, an apparatus for germinating seeds in the light with automatic regulators is used to maintain a variable or constant temperature. The apparatus consists of a metal case of arbitrary size, filled with water, inside of which an electric spiral for heating passes, the top of the case is covered with metal sheets or trays on which a bed for germinating seeds is placed. When germinating seeds, lighting was provided for 8 hours. Evaluation and accounting of germinated seeds according to GOST 13056.6-97 was carried out in the following terms: for spruce - germination energy for 10 days, germination for 15 days. Germination, as well as germination energy and other indicators of the considered seeds were calculated as the arithmetic average of the results of germination for four separate seed samples.
В начале проводят предварительный ("пилотный") опыт с целью установления первичной эффективности предпосевной обработки семян ели излучением ближнего УФ и видимого диапазона. При обработке семена располагают на расстоянии 10 см от излучателя. Время обработки составляло 1, 5, 10, 15, 25 секунд. Создание импульсов излучения производилось посредством дискового обтюратора, вращаемого с частотой 6,5 Гц. На 8, 12, 14 и 16 дни делают контрольные замеры длины корешков проростков. Результаты "пилотного" опыта представлены в табл.1.At the beginning, a preliminary ("pilot") experiment is carried out in order to establish the primary effectiveness of pre-sowing seed treatment of spruce radiation with near UV and visible radiation. When processing seeds are placed at a distance of 10 cm from the emitter. The processing time was 1, 5, 10, 15, 25 seconds. The creation of radiation pulses was carried out by means of a disk shutter rotated with a frequency of 6.5 Hz. On
1
one
5
5
10
10
15
fifteen
25
25
Контроль
The
Из анализа результатов эксперимента следуют выводы:From the analysis of the results of the experiment, the conclusions follow:
- использование обработки семян изучением обеспечивает существенный прирост по всем срокам;- the use of seed treatment study provides a significant increase in all terms;
- ускорение роста проростков пропорционально увеличению времени обработки семян оптическим излучением происходит в период времени до 15 с, а свыше 15 с происходит снижение темпов увеличения энергии роста.- accelerated growth of seedlings in proportion to an increase in the time of seed treatment with optical radiation occurs in a period of time up to 15 s, and over 15 s there is a decrease in the rate of increase in growth energy.
В ходе дальнейших экспериментальных исследований определяют дозы, оказывающие стимулирующее действие на посевные качественные показатели семян. При этом не применяют коррегирующие светофильтры (используют некоррегированное излучение).In the course of further experimental studies, doses are determined that have a stimulating effect on the sowing quality indicators of seeds. In this case, do not use corrective filters (use uncorrected radiation).
Облученность для рабочего диапазона спектра определяется из закона "квадрата расстояния":The irradiance for the working range of the spectrum is determined from the law of the "squared distance":
где Iе - сила излучения источника (Вт/ср),where I e is the radiation power of the source (W / sr),
h - расстояние от излучателя до облучаемых объектов (м),h is the distance from the emitter to the irradiated objects (m),
θ - угол между направлением падения излучения и нормалью к поверхности семян (рад).θ is the angle between the direction of radiation incidence and the normal to the surface of the seeds (rad).
Так как семена размещались преимущественно в центре пятна излучения, то θ≈0° и cosθ≈1.Since the seeds were located mainly in the center of the radiation spot, θ≈0 ° and cosθ≈1.
Экспозиционная доза облучения (энергетическая экспозиция) в общем случае определяется по формулеThe exposure dose (energy exposure) in the general case is determined by the formula
где E(t) - временная зависимость облученности в зоне обработки,where E (t) is the time dependence of the irradiation in the treatment zone,
τ - время обработки.τ is the processing time.
В простейшем случае, когда облученность постоянна в течение времени экспонирования, формула (3) принимает вид:In the simplest case, when the irradiation is constant during the exposure time, formula (3) takes the form:
При одинаковой силе излучения и расстоянии от излучателя до семян, экспозиционная доза изменялась за счет изменения времени воздействия на объекты. Контрольные образцы семян облучению не подвергают. Увеличение всхожести либо ее сохранение на уровне контроля подтверждено данными табл.2.With the same radiation intensity and distance from the emitter to the seeds, the exposure dose changed due to a change in the time of exposure to objects. Control seeds are not exposed to radiation. The increase in germination or its preservation at the control level is confirmed by the data in Table 2.
Влияние излучения УФ и видимого диапазона спектра на рост корешков проростков ели приведено в табл.3.The effect of UV radiation and the visible spectrum on the growth of spruce rootlets is shown in Table 3.
Очевидно, что при облучении семян ели оптимальной дозой является 18...19 Дж/м2, что соответствует времени облучения около 15 с. При меньшей дозе стимулирующий эффект снижается. При дозе выше оптимальной (время обработки 40 с) положительный эффект переходит в ингибирующий.Obviously, when irradiating spruce seeds, the optimal dose is 18 ... 19 J / m 2 , which corresponds to an irradiation time of about 15 s. At a lower dose, the stimulating effect is reduced. At a dose higher than the optimum (treatment time 40 s), the positive effect becomes inhibitory.
Таким образом, существенным достоинством данного метода, по сравнению с лазерной обработкой, является сравнительно малое время обработки (до 15...25 с) и, как следствие, высокая производительность.Thus, a significant advantage of this method, compared with laser processing, is the relatively short processing time (up to 15 ... 25 s) and, as a result, high productivity.
Пример 3.Example 3
По аналогии с сельскохозяйственными применениями, интерес также представляет использование для предпосевной обработки импульсного излучения. При этом выявляют степень влияния параметров импульсов на прорастание семян.By analogy with agricultural applications, the use of pulsed radiation for presowing treatment is also of interest. In this case, the degree of influence of pulse parameters on seed germination is revealed.
Одним из важнейших параметров импульсов является скважность Q, определяемая соотношением:One of the most important parameters of the pulses is the duty cycle Q, defined by the ratio:
где Т - период колебаний,where T is the period of oscillation,
tи - время импульса.t and - pulse time.
При этом из формул (2), (4) и (5) следует, чтоMoreover, it follows from formulas (2), (4) and (5) that
где tз - время засветки, в течение которого облучаемые объекты находились под излучателем с обтюратором.where t s is the exposure time during which the irradiated objects were under the emitter with a shutter.
Для исследования влияния параметров импульсного излучения (в частности, скважности) проводят следующий опыт: семена обрабатывали излучением в течение 5 с; для создания импульсов применяли дисковый обтюратор, расположенный между излучателем и семенами с частотой вращения 6,5 Гц. Сравнивают действие непрерывного излучения (Q=1) и импульсного со скважностями 1,25; 1,67; 2,5; 5,0; 100. Варьируют силу излучения - 8,1 и 14,6 мВт/ср. Экспозиционную дозу определяют по формуле (6). Результаты опыта представлены в табл.4.To study the influence of parameters of pulsed radiation (in particular, duty cycle), the following experiment is carried out: seeds were treated with radiation for 5 s; To create pulses, a disk shutter was used, located between the emitter and seeds with a rotation frequency of 6.5 Hz. Compare the effect of continuous radiation (Q = 1) and pulsed with duty cycles of 1.25; 1.67; 2.5; 5.0; 100. The radiation force varies - 8.1 and 14.6 mW / sr. The exposure dose is determined by the formula (6). The results of the experiment are presented in table 4.
Отмечено, что наилучшие результаты получены при применении непрерывного излучения и импульсного со скважностью 1,67.It is noted that the best results were obtained using continuous and pulsed radiation with a duty cycle of 1.67.
В вышеуказанных примерах источники излучения используют без оптимизации их спектра и учета оптических свойств семян. Вместе с тем, при применении широкополосных полихроматических источников, излучающих в достаточно обширной области спектра использование излучения определенных длин волн (или участков спектра) дает стимулирующий эффект, других - нейтральный, а третьих - ингибирующий. Следовательно, полихроматические источники излучения требуют оптимизации по спектру с учетом оптических спектральных свойств семян.In the above examples, radiation sources are used without optimizing their spectrum and taking into account the optical properties of the seeds. At the same time, when using broadband polychromatic sources emitting in a fairly wide region of the spectrum, the use of radiation of certain wavelengths (or spectral regions) gives a stimulating effect, others have a neutral effect, and others have an inhibitory effect. Consequently, polychromatic radiation sources require spectrum optimization taking into account the optical spectral properties of seeds.
Для характеристики этапа изучения влияния спектра излучения на параметры прорастания семян при их предпосевной обработке приведем следующий пример.To characterize the stage of studying the influence of the radiation spectrum on the parameters of seed germination during their pre-sowing treatment, we give the following example.
Пример 4.Example 4
Семена ели европейской обрабатывают излучением ДРТ230, пропущенным через светофильтры с расстояния 20 см в течение 5, 15 и 40 с соответственно, после чего в установленные ГОСТ сроки определяют их энергию прорастания и всхожесть. Результаты представлены в табл.5. Спектральные характеристики пропускания фильтров (ГОСТ 9411) представлены на фиг.5.Seeds of European spruce are treated with radiation DRT230, passed through filters from a distance of 20 cm for 5, 15 and 40 s, respectively, after which their germination energy and germination are determined in accordance with the GOST deadlines. The results are presented in table.5. The spectral transmission characteristics of the filters (GOST 9411) are presented in figure 5.
Для всех вариантов облучения энергия прорастания и всхожесть заметно увеличиваются (на 5...11% и на 4...6% соответственно), хотя при применении светофильтров результаты несколько лучше. Крайне важным здесь является то, что предпосевная обработка переводит семена из второго класса качества в первый.For all irradiation options, the germination energy and germination rate increase markedly (by 5 ... 11% and by 4 ... 6%, respectively), although the results are slightly better when using filters. It is extremely important here that the pre-sowing treatment transfers seeds from the second quality class to the first.
Применение любого стимулятора роста в лесоводстве должно сопровождаться обязательным цитогенетическим контролем, так как древесные растения как многолетники могут проявить мутантный фенотип спустя годы и передать приобретенные ими мутации, снижающие жизнеспособность потомству.The use of any growth stimulant in forestry should be accompanied by mandatory cytogenetic control, since woody plants, like perennials, can exhibit a mutant phenotype over the years and pass on the mutations they acquired that reduce the viability of the offspring.
Пример 5.Example 5
За основу берут методику кариологического анализа хвойных растений Л.Ф. Правдина и соавт. (1971) (Правдин Л.Ф., Шершукова О.П. Сравнительный кариологический анализ двух форм ели обыкновенной // "Лесоведение", 1971, №6, - стр.39-40; Правдин Л.Ф. Ель европейская и ель сибирская в СССР. - Москва: "Наука", 1975, - 203 стр.). Проросшие семена контрольного и всех вариантов обработки фиксируют по достижении длины корешков 0,5-1,2 см в 9 часов утра для получения максимального числа делящихся клеток. В качестве фиксатора используют ацетоалкоголь (1 часть ледяной уксусной кислоты + 1 часть 96%-ного этилового спирта). Затем корешки окрашивают ацетокармином, промывют дистиллированной водой и потом кончики корешков расплющивают на предметном стекле в капле смеси Гойера. Полученные микропрепараты просматривают под микроскопом МБИ-6. Анализ микропрепаратов проводят с учетом общего числа просмотренных клеток и из них - числа делящихся - для определения митотической активности в клетках меристемы корней; числа и спектра патологий митоза (мосты, фрагменты, выходы хромосом вперед, отставание хромосом, одновременно выход и отставание хромосом) как показателя, отражающего состояние генетической системы организма.The methodology used for karyological analysis of conifers L.F. Pravdina et al. (1971) (Pravdin L.F., Shershukova O.P. Comparative karyological analysis of two forms of Norway spruce // "Forestry", 1971, No. 6, pp. 39-40; Pravdin L.F. European spruce and Siberian spruce in the USSR. - Moscow: "Science", 1975, - 203 p.). Sprouted seeds of the control and all treatment options are fixed after reaching the root length of 0.5-1.2 cm at 9 am to obtain the maximum number of dividing cells. Aceto alcohol (1 part glacial acetic acid + 1 part 96% ethanol) is used as a fixative. Then the roots are stained with acetocarmine, washed with distilled water, and then the tips of the roots are flattened on a slide in a drop of Goyer mixture. The resulting micropreparations are viewed under an MBI-6 microscope. Analysis of micropreparations is carried out taking into account the total number of scanned cells and of them - the number of dividing cells - to determine the mitotic activity in the cells of the root meristem; the number and spectrum of mitosis pathologies (bridges, fragments, chromosome exits forward, chromosome lagging, chromosome exit and lagging simultaneously) as an indicator reflecting the state of the body’s genetic system.
Анализ показывает, что митотический индекс, то есть отношение числа делящихся клеток к общему числу учтенных (%) практически при всех дозах обработки находится на уровне контроля для ели - 7,1%. Митотическая активность у клеток меристемы корней определяется энергией роста сеянцев, поэтому полученные данные свидетельствуют о том, что обработка семян изученных растений оптическим излучением не ведет к понижению жизнеспособности сеянцев.The analysis shows that the mitotic index, that is, the ratio of the number of dividing cells to the total number taken into account (%) at almost all treatment doses, is at the control level for spruce - 7.1%. Mitotic activity in root meristem cells is determined by seedling growth energy; therefore, the data obtained indicate that the treatment of seeds of the studied plants with optical radiation does not lead to a decrease in seedling viability.
Для всех исследованных растений спектр нарушений в митозе у опытных и контрольных вариантов в целом сходен. Среди нарушений в стадии анафазы преобладают мосты, выходы хромосом, их отставание, выход и отставание одновременно. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что предпосевная обработка семян ели европейской излучением оптического диапазона не вызывает существенных нарушений генетического аппарата клеток, хотя может способствовать преадаптации организма, то есть функциональным изменениям, приводящим к временной устойчивости организма к неблагоприятным факторам среды. Это можно рассматривать как подготовку к формированию более глубоких адаптационных изменений при углублении стрессового воздействия среды.For all plants studied, the spectrum of disturbances in mitosis in the experimental and control variants is generally similar. Among the disorders in the anaphase stage, bridges, chromosome exits, their lag, exit and lag simultaneously dominate. The results allow us to conclude that the pre-sowing treatment of spruce seeds with European radiation of the optical range does not cause significant disturbances in the genetic apparatus of cells, although it can contribute to the adaptation of the body, that is, functional changes leading to temporary resistance of the body to adverse environmental factors. This can be considered as preparation for the formation of deeper adaptation changes while deepening the environmental stress.
Пример 6.Example 6
Перспективными являются способы стимуляции прорастания, сочетающие в себе как физические, так и химические факторы. В связи с этим приведем пример совместного влияния излучения лампы ДРТ230 и современных химических стимуляторов (фумар, крезацин, парааминобензойная кислота) различной концентрации на процессы прорастания семян ели. Результаты представлены в табл.6.Promising are methods of stimulation of germination, combining both physical and chemical factors. In this regard, we give an example of the combined effect of radiation from a DRT230 lamp and modern chemical stimulants (fumar, crezacin, para-aminobenzoic acid) of various concentrations on the germination of spruce seeds. The results are presented in table.6.
Фумар (мл/л)
Fumar (ml / l)
Крезацин (г/л)
Krezacin (g / l)
ПАБК (г/л)
PABK (g / l)
Для всех вариантов совместной обработки получено заметное превышение над контролем на 10...48%. Кроме того, при применении крезацина для меньшей концентрации получается большая прибавка, т.е. применение излучения позволяет снизить концентрацию и сэкономить дорогостоящий препарат.For all joint processing options, a noticeable excess of control by 10 ... 48% was obtained. In addition, when using crezacin for a lower concentration, a large increase is obtained, i.e. the use of radiation can reduce the concentration and save an expensive drug.
Пример 7.Example 7
Полевые опыты с совместным влиянием оптического излучения и химических факторов проводились авторами в 2003-2005 годах в питомниках Ярцевского, Вяземского и Краснинского лесхозов. Результаты опытов для ели представлены в табл.7.Field experiments with the combined influence of optical radiation and chemical factors were carried out by the authors in 2003-2005 in the nurseries of Yartsevsky, Vyazemsky and Krasninsky forestries. The results of the experiments for spruce are presented in table.7.
Для всех стимуляторов роста и их концентраций результаты не хуже контроля, а в ряде случаев превышают его на величину до 40%. Применение химических стимуляторов роста в больших концентрациях (кроме фумара) также нецелесообразно.For all growth stimulants and their concentrations, the results are no worse than the control, and in some cases exceed it by up to 40%. The use of chemical growth stimulants in high concentrations (except fumar) is also impractical.
Итогом вышеприведенных опытов стала разработка способа предпосевной обработки семян ели европейской оптическим излучением, которая включает в себя оптимальные параметры, технологию обработки и проверку ее эффективности.The result of the above experiments was the development of a method for pre-sowing seed treatment of spruce with European optical radiation, which includes optimal parameters, processing technology and verification of its effectiveness.
Применение данной методики полностью оправдывает себя экономически.The application of this technique is fully economically justified.
Пример 8.Example 8
Площадь, занимаемая лесами, составляет в Смоленской области свыше 2 млн га, а проектные площади посадок при полном освоении расчетной лесосеки по главному пользованию (сплошные рубки спелого леса) - 5 тыс. га в год. Норма посадки на 1 га составляет примерно 4000 сеянцев. Таким образом, потребность на всю посадочную площадь составляет 4000 шт × 5000 га = 20000000 шт. Кроме того, ежегодно требуется восстанавливать погибшие сеянцы (примерно 20% от первоначального количества), т.е. итоговая потребность в сеянцах составляет около 24 млн. шт. Норма выхода стандартного посадочного материала в питомнике с 1 га составляет для ели 1,8 млн. шт. Таким образом, ежегодно необходимо засевать в лесопитомниках 24000000 шт. / 1800000 шт./га=13,3 га. При посеве семян в лесопитомниках для семян ели первого класса качества норма высева составляет 70 кг/га, для семян второго класса - 91 кг/га. Таким образом, ежегодно требуется высеять примерно 931 кг семян первого класса или 1210 кг - второго класса. Если посредством предпосевной обработки повысить класс качества семян со второго в первый, то экономия семян составит 279 кг. С учетом того, что стоимость одного килограмма семян ели второго класса составляет на сегодняшний день около 1500 рублей, то ежегодно можно сэкономить 418500 рублей. Также снижаются трудозатраты на посев. Кроме того, обработанные излучением семена прорастают значительно лучше и возможно снижение ежегодных потерь сеянцев с 20% до меньших величин. В пределе это позволяет сэкономить еще 46 кг семян ежегодно (или 69000 руб.), не говоря уже об экономии рабочего времени на дополнительную посадку. Таким образом, применение указанного метода позволяет экономить ежегодно до 325 кг семян ели, что эквивалентно 487500 руб.The area occupied by forests in the Smolensk region is more than 2 million hectares, and the projected planting area with the full development of the estimated cutting area for main use (clear cutting of mature forest) is 5 thousand hectares per year. The planting rate per 1 ha is approximately 4000 seedlings. Thus, the need for the entire landing area is 4000 pcs × 5000 ha = 20,000,000 pcs. In addition, annually it is required to restore dead seedlings (approximately 20% of the initial amount), i.e. the total need for seedlings is about 24 million pcs. The output rate of a standard planting material in a nursery from 1 ha is 1.8 million for spruce. Thus, annually it is necessary to sow 24000000 pieces in forest nurseries. / 1800000 pcs./ha = 13.3 ha. When sowing seeds in nurseries for seeds of spruce of the first quality class, the seeding rate is 70 kg / ha, for seeds of the second class - 91 kg / ha. Thus, approximately 931 kg of seeds of the first class or 1210 kg of the second class are required to be sown annually. If, through pre-sowing treatment, the class of seed quality is increased from the second to the first, then the seed savings will be 279 kg Given the fact that the cost of one kilogram of seeds of spruce of the second class is today about 1,500 rubles, then 418,500 rubles can be saved annually. Sowing labor is also reduced. In addition, the seeds treated with radiation germinate much better and it is possible to reduce the annual loss of seedlings from 20% to lower values. In the limit, this saves another 46 kg of seeds per year (or 69,000 rubles), not to mention the saving of working time for additional planting. Thus, the use of this method allows saving up to 325 kg of spruce seeds annually, which is equivalent to 487,500 rubles.
Таким образом, технический результат способа предпосевной обработки семян оптическим излучением характеризуется:Thus, the technical result of the method of presowing treatment of seeds with optical radiation is characterized by:
- увеличением энергии прорастания и всхожести,- increase in germination and germination energy,
- существенным увеличением средней длины корешков проростков,- a significant increase in the average length of the roots of seedlings,
- экологической безопасностью,- environmental safety,
- низкими затратами на применение и экономической эффективностью,- low application costs and economic efficiency,
- возможностью визуального контроля процесса обработки,- the ability to visually control the processing process,
- хорошей сочетаемостью с другими методами стимуляции.- good compatibility with other methods of stimulation.
Заявленный способ стимуляции при правильном подборе параметров облучения существенно активирует рост корешков проростков и рост сеянцев и может быть эффективно применен в лесном хозяйстве для лесовосстановления. Способ также может быть использован при коммерческих лесопосадках для удовлетворения спроса населения на ели в канун новогодних и Рождественских праздников, а также для сохранения неиспользуемых сельскохозяйственных земель путем их облесения по опыту ряда европейских стран (Германии, Польши и др.) (Беляков М.В., Рыбкина С.В. Предпосевная обработка семян древесных растений. Свидетельство РАО №8107 от 18.01.2005; Рыбкина С.В., Беляков М.В. Применение оптического излучения в качестве стимулятора роста древесных растений. - Смоленск: Изд.-во "Смоленская городская типография", 2005, 46 с.).The claimed method of stimulation with the correct selection of exposure parameters significantly activates the growth of rootlets of seedlings and the growth of seedlings and can be effectively used in forestry for reforestation. The method can also be used in commercial forest plantations to meet the population's demand for spruce on the eve of the New Year and Christmas holidays, as well as to preserve unused agricultural land by afforestation according to the experience of several European countries (Germany, Poland, etc.) (M. Belyakov , Rybkina SV Pre-sowing treatment of seeds of woody plants. Certificate RAO No. 8107 of January 18, 2005; Rybkina SV, Belyakov MV The use of optical radiation as a stimulant for the growth of woody plants. - Smolensk: Izd. Smolensk Ai City Printing House ", 2005, 46 pp.).
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005133804/13A RU2308180C2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005133804/13A RU2308180C2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005133804A RU2005133804A (en) | 2007-05-10 |
RU2308180C2 true RU2308180C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38107675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005133804/13A RU2308180C2 (en) | 2005-11-01 | 2005-11-01 | Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308180C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454057C1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Агрозащита" | Composition to treat seeds of crops |
RU2790449C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Method for increasing seed germination and stress resistance of coniferous seedlings |
-
2005
- 2005-11-01 RU RU2005133804/13A patent/RU2308180C2/en active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454057C1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Агрозащита" | Composition to treat seeds of crops |
RU2790449C1 (en) * | 2022-03-15 | 2023-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) | Method for increasing seed germination and stress resistance of coniferous seedlings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005133804A (en) | 2007-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Parker et al. | Action spectrum for the photoperiodic control of floral initiation of short-day plants | |
Shropshire Jr et al. | Action spectrum of phototropic tip-curvature of Avena. | |
Seibert et al. | The effects of light intensity and spectral quality on growth and shoot initiation in tobacco callus | |
Parker et al. | Spectral sensitivities for leaf and stem growth of etiolated pea seedlings and their similarity to action spectra for photoperiodism | |
EP3116296B1 (en) | Method to improve crop yield and/or stress resistance | |
JP4887709B2 (en) | Method and apparatus for increasing yield of plant polyphenols | |
Wright et al. | Photochemical decomposition of trifluralin | |
Dai et al. | Effects of UVB radiation on stomatal density and opening in rice (Oryza sativa L.) | |
Lane et al. | Photomorphogenic responses of dodder seedlings | |
Withrow et al. | Influence of visible and near infrared radiant energy on organ development and pigment synthesis in bean and corn | |
Towill et al. | Photocontrol of the germination of Onoclea spores: I. Action spectrum | |
Kanash et al. | Optical criteria for assessment of efficiency and adaptogenic characteristics of biologically active preparations | |
Frankland et al. | Phytochrome and effects of shading on growth of woodland plants | |
Díaz-Ramos et al. | Difference in the action spectra for UVR8 monomerisation and HY5 transcript accumulation in Arabidopsis | |
Herrmann et al. | Effects of UV radiation on photosynthesis of phytoplankton exposed to solar simulator light | |
Ferdosizadeh et al. | Assessment of diode laser pretreatments on germination and yield of wheat (Triticum aestivum L.) under salinity stress | |
Hendricks et al. | Photocontrol of plant development by the simultaneous excitations of two interconvertible pigments. III. Control of seed germination and axis elongation | |
Mantha et al. | Evidence from Action and Fluorescence Spectra that UV‐Induced Violet–Blue–Green Fluorescence Enhances Leaf Photosynthesis¶ | |
RU2308180C2 (en) | Method for pre-sowing treatment of common spruce seeds | |
Grill et al. | Properties of phytochrome in gymnosperms | |
RU2283561C1 (en) | Method for treating of potato planting material | |
RU2390117C2 (en) | Method of preplanting treatment of scotch pine seeds | |
Bavcon et al. | Influence of UV-B radiation on photosynthetic activity and chlorophyll fluorescence kinetics in Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.] seedlings | |
Hidaka et al. | Spectrum conversion film for regulation of plant growth | |
RU2746277C1 (en) | Method for activating germination of soybean seeds with led monochromatic lighting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081102 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110420 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110728 |