RU2657476C1 - Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты - Google Patents

Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты Download PDF

Info

Publication number
RU2657476C1
RU2657476C1 RU2017126390A RU2017126390A RU2657476C1 RU 2657476 C1 RU2657476 C1 RU 2657476C1 RU 2017126390 A RU2017126390 A RU 2017126390A RU 2017126390 A RU2017126390 A RU 2017126390A RU 2657476 C1 RU2657476 C1 RU 2657476C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
electromagnetic field
development
exposure
early stages
Prior art date
Application number
RU2017126390A
Other languages
English (en)
Inventor
Людмила Магомедовна Апашева
Антон Валерьевич Лобанов
Наталья Анатольевна Рубцова
Владимир Николаевич Горшенев
Степан Николаевич Андреев
Николай Николаевич Мельник
Валерий Васильевич Савранский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН)
Priority to RU2017126390A priority Critical patent/RU2657476C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657476C1 publication Critical patent/RU2657476C1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/06Coating or dressing seed

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля. При этом семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин. Семена растений предварительно увлажняют. Способ обеспечивает высокоэффективное стимулирование семян для дальнейшего прорастания и развития. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам стимулирования роста растений на ранних стадиях развития путем воздействия электромагнитным излучением, и может быть использовано для предпосевной обработки семян и посадочного материала с целью стимулировать их прорастание и дальнейшее развитие.
Свойство электромагнитных полей влиять на процессы жизнедеятельности широко используется в сельском хозяйстве.
Известны способы предпосевной обработки семян с целью повышения всхожести, в которых в качестве физического фактора используют ультрафиолетовое излучение (RU 2312481, А01С 1/00, 20.12.2007, RU 2084100, А01С 1/00, 20.07.1997). Повышение всхожести незначительно.
Известен способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур путем воздействия на семена магнитного поля (RU 2261574, А01С 1/00, 10.10.2005). Эффективность способа невысока.
Известен способ предпосевной обработки посевного и посадочного материала сельскохозяйственных культур и послеуборочной обработки урожая путем воздействия низкочастотным высоковольтным импульсно-модулированным электрическим полем. Электрическое поле создают конденсатором, диэлектриком которого служат обрабатываемый материал и атмосферный воздух. Время воздействия составляет от 0,017 ч до 24 ч (RU 2487519, А01С 1/00, A01F 25/00, 20.07.2013). Способ отличается сложностью и низкой производительностью.
Известен способ стимуляции процессов жизнедеятельности биологических объектов. На объект воздействуют электромагнитным полем с одновременным пропусканием электрического тока в течение промежутка времени от 10 с до 2 ч. Величину напряженности электромагнитного поля задают в пределах 1-1000 Э (RU 2113108, A01G 7/04, А01С 1/00, 20.06.1998). Способ отличается сложностью реализации и большими энергозатратами при низкой эффективности.
Известен способ предпосевной обработки семян ячменя электромагнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ) с целью ускорения их прорастания и улучшения фитосанитарных свойств. Способ включает предварительное увлажнение семян водой с температурой 24°С в течение 10 мин при соотношении семена:вода = 4:1. Мощность СВЧ-поля 540 Вт, экспозиция 60-90 секунд до конечной температуры семян 46,5-52,3°С (RU 2304372, А01С 1/00, 20.08.2007). Недостатками способа являются сложность процедуры обработки, недостаточная эффективность, большие энергозатраты и узкая сфера применения, ограниченная одной культурой.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты, включающий предварительное увлажнение семян до влажности 14,5%. Обработку проводят в камере микроволновой печи при удельной мощности СВЧ-поля 1529 Вт/дм3 и экспозиции обработки 60-90 секунд до конечной температуры семян 44,5-54,75°С (RU 2373676, А01С 1/00, 27.11.2009 - прототип).
Способ-прототип позволяет повысить всхожесть семян горчицы и улучшить их фитосанитарные качества. Недостатками способа-прототипа являются большие энергозатраты и узкая сфера применения, ограниченная одной культурой.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты, который обеспечит высокую эффективность обработки, позволит существенно снизить энергозатраты и расширить сферу применения способа.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля, в котором семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты (КВЧ) при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин, при этом семена растений предварительно увлажняют.
Для увлажнения семян их замачивают в воде в течение 3-х часов при объемном соотношении семена : вода = 1:1.
КВЧ-излучение отнесено к сверхслабым воздействиям, количество поглощаемой объектом энергии мало, в то же время проведенные нами при разработке предлагаемого способа исследования показали, что эффект КВЧ-воздействия значителен.
В качестве КВЧ-излучателя использовали аппарат «Явь» с рабочей длиной волны 7,105 мм (частота 42194±10 МГц).
Предлагаемый способ был испытан в лабораторных условиях. Тест-объектами были семена: редиса (сорт 18 дней), огурца (сорт Конкурент), гороха (сорт Ранний), а также клубневые черенки картофеля сорта Удача. Увлажнение семян проводили в дистиллированной воде в течение 3-х часов. Выращивание экспериментальных растений вели в люминостате с ритмом освещения свет/темнота = 12/12 ч.
Тестирование влияния КВЧ облучения на развитие растений проводили с помощью ряда морфологических тестов, а также нами был применен неизвестный ранее способ тестирования эффективности рострегулирующего воздействия при помощи метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). (Указанный способ является предметом отдельной заявки, поданной одновременно с данной). Спектры КРС регистрировались на спектрометре U1000, для возбуждения спектров использовали линию 514,53 нм излучения аргонового лазера. Способ тестирования при помощи метода спектроскопии КРС является высокочувствительным и может использоваться на самых ранних сроках культивирования растений.
Приводим примеры испытаний.
Пример 1.
Семена огурца замачивали в дистиллированной воде при объемном соотношении семена : вода = 1:1 в течение 3-х часов. Затем от них отделяли контрольные семена, которые не подвергали обработке КВЧ излучением, а опытные обрабатывали полем КВЧ при различной мощности потока излучения - от 0,1 мВт/см2 до 7 мВт/см2 - при равной экспозиции 5 мин. Далее все семена перекладывали в свежую дистиллированную воду при объемном соотношении семена : вода = 1:2 и через три часа изучали спектры КРС контрольной и опытной воды.
Наблюдаемые спектры КРС состоят из спектра КРС молекул воды и спектра фотолюминесценции веществ (метаболитов), которые переходят в воду из семян. Линии КРС чистой воды (1640 см-1 и 2800-3800 см-1) не изменяются со временем, и по интенсивности последней производится нормировка регистрируемых спектров, на которых фотолюминесценция метаболитов проявляется широкой полосой от 300 см-1 до 4000 см-1. Количество метаболитов характеризует степень пробуждения (прорастания) семян. В таблице 1 приведены данные анализа спектров фотолюминесценции по интегральной интенсивности (площади под кривыми спектров), полученные при различной мощности потока КВЧ излучения. (Площадь под кривой спектра фотолюминесценции пропорциональна концентрации вещества в растворе, то есть количеству метаболитов, вышедших в раствор культивирования). Площадь под кривой спектра фотолюминесценции контрольного раствора культивирования семян принималась за 100%.
Как видно из полученных данных, стимуляция развития зародыша семени, сопровождаемого выходом метаболитов в среду культивирования, наблюдается уже при малой мощности КВЧ облучения - при 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин. При увеличении мощности излучения до 5 мВт/см2 (экспозиция 5 мин) эффект ростстимулирующего воздействия сохраняется, при дальнейшем увеличении мощности постепенно снижается, и при мощности потока излучения 7 мВт/см2 и выше (экспозиция 5 мин) наблюдается ингибирование процесса прорастания семян.
Исследование влияния длительности экспозиции показало, что минимальное время стимулирующего КВЧ воздействия составляет 3 мин, ингибирование наблюдается при экспозиции не менее 5 мин.
В качестве иллюстрации приводим (см. чертеж) полученные спектры КРС среды культивирования в течение 3 часов семян огурца: К - контроль, необлученные семена; 1 - семена, облученные при мощности потока КВЧ облучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин (стимуляция прорастания); 2 - семена, облученные при мощности 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин (торможение прорастания). Как видно из наблюдаемых спектров, спустя 3 часа после культивирования семян в воде видны существенные отличия спектров фотолюминесценции опытных и контрольных растворов: количество метаболитов в среде культивирования облученных семян по варианту стимуляции значительно превосходит данные для контрольного раствора; согласно спектру опытного раствора с семенами, облученными по варианту торможения, выход метаболитов наблюдается, но их количество меньше, чем в контроле.
Figure 00000001
Полученные результаты далее проверялись на различных растениях с использованием морфологических тестов.
Пример 2.
Семена гороха замачивали в течение 3 часов в дистиллированной воде при объемном соотношении семена : вода = 1:1 и отделяли контрольные семена. Опытные семена обрабатывали КВЧ при мощности потока излучения 5 мВт/см2, экспозиции 3 мин (опыт 2.1) и при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиции 5 мин (опыт 2.2). Контрольные и опытные семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 48 ч и через 56 ч от начала опыта. Результаты приведены в таблице 2.
Figure 00000002
Пример 3.
Семена гороха, воздушно-сухие и увлажненные путем замачивания в дистиллированной воде в течение 3 ч при объемном соотношении семена : вода = 1:1, разделяли на контрольные и опытные, опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 1 мВт/см2, экспозиция 3 мин. Все семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 48 ч и через 56 ч от начала опыта. В опытном варианте с облучением сухих семян отмечено незначительное отличие от контроля (на 4% через 48 ч и на 6% через 56 ч). Облучение увлажненных семян привело к увеличению количества семян с длиной корня ≥0,5 см через 48 ч на 45% и количества семян с длиной корня ≥1 см через 56 ч на 40% по сравнению с контролем.
Пример 4.
Семена редиса после предварительного увлажнения в течение 3 часов в дистиллированной воде при объемном соотношении семена:вода = 1:1 разделяли на контрольные и опытные. Опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин. Все семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 40 ч от начала опыта. Количество проростков с длиной корня ≥0,5 см в опыте было 50%, в контроле лишь 20%.
Пример 5.
Из проросших на свету клубней картофеля Удача вырезали клубневые черенки с малой частью клубня. Отделяли контрольные черенки, опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин и при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин. Все черенки высаживали в культуральные сосуды на увлажненный песок в люминостат. Через 10 суток вели учет качества выживших черенков. Высота опытных черенков, облученных при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин, была больше высоты контрольных черенков на 10-15%, корневая система более развита, чем в контроле. Высота опытных черенков, облученных при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин, была меньше высоты контрольных черенков на 7-12%, корневая система менее развита, чем в контроле.
Таким образом, предложен высокоэффективный способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты, который позволит существенно снизить энергозатраты и легко может быть реализован в сельскохозяйственном производстве. Заявленный способ является универсальным, так как испытан на нескольких видах растений. При увеличении мощности потока КВЧ излучения от оптимальной наблюдается ингибирующее действие, что может использоваться в некоторых случаях, например, для угнетения нежелательного сезонного прорастания клубней картофеля.

Claims (2)

1. Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля, отличающийся тем, что семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин, при этом семена растений предварительно увлажняют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для увлажнения семян их замачивают в воде в течение 3-х часов при объемном соотношении семена:вода =1:1.
RU2017126390A 2017-07-24 2017-07-24 Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты RU2657476C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126390A RU2657476C1 (ru) 2017-07-24 2017-07-24 Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126390A RU2657476C1 (ru) 2017-07-24 2017-07-24 Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657476C1 true RU2657476C1 (ru) 2018-06-14

Family

ID=62620128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126390A RU2657476C1 (ru) 2017-07-24 2017-07-24 Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657476C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110583479A (zh) * 2019-09-19 2019-12-20 新疆中汇农科农业科技有限公司 高频能量粒子电磁影响植物种子及根系处理设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134944C1 (ru) * 1997-12-24 1999-08-27 Кубанский государственный аграрный университет Способ обработки семян сельскохозяйственных культур
RU2293456C1 (ru) * 2005-07-13 2007-02-20 Александр Константинович Филиппов Способ предпосевной обработки семян растений
RU2300865C1 (ru) * 2005-10-26 2007-06-20 Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный аграрный университет Способ подготовки семян к посеву
RU2373676C1 (ru) * 2008-04-29 2009-11-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет Способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134944C1 (ru) * 1997-12-24 1999-08-27 Кубанский государственный аграрный университет Способ обработки семян сельскохозяйственных культур
RU2293456C1 (ru) * 2005-07-13 2007-02-20 Александр Константинович Филиппов Способ предпосевной обработки семян растений
RU2300865C1 (ru) * 2005-10-26 2007-06-20 Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный аграрный университет Способ подготовки семян к посеву
RU2373676C1 (ru) * 2008-04-29 2009-11-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет Способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110583479A (zh) * 2019-09-19 2019-12-20 新疆中汇农科农业科技有限公司 高频能量粒子电磁影响植物种子及根系处理设备
CN110583479B (zh) * 2019-09-19 2023-10-13 新疆中汇农科农业科技有限公司 高频能量粒子电磁影响植物种子及根系处理设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Filatova et al. The effect of plasma treatment of seeds of some grain and legumes on their sowing quality and productivity
Guragain et al. Impact of non-thermal plasma treatment on the seed germination and seedling development of carrot (Daucus carota sativus L.)
Ri et al. Study on laser pre-sowing treatment of rice seeds by free-falling transport method
Guragain et al. Growth enhancement of radish seed induced by low-temperature argon plasma
Metwally et al. Effect of laser radiation on the growth, anatomical and biochemical genetic markers of Celosia argentea plants.
RU2657476C1 (ru) Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты
Hendrawan et al. The Effect of Javanese Gamelan Music on the Growth of Chinese Broccoli.
Podlesny et al. Concentration of free radicals in pea seeds after pre-sowing treatment with magnetic field
WO2006068649A1 (en) Method and apparatus for seed and/or plant material stimulation by synthesized electromagnetic radiation of another plant
Guragain et al. Non‐Thermal Plasma: A Promising Technology for the Germination Enhancement of Radish (Raphanus sativus) and Carrot (Daucus carota sativus L.)
RU2344590C2 (ru) Способ свч-обработки семян
Dada et al. Effect of scarification on breaking seed dormancy and germination enhancement in Annona muricata L.(Magnoliales: Annonaceae)
Moşneaga et al. Investigation of biostimulation effects on germination and seedling growth of some crop plant species
Korablev et al. Effect mechanisms of ultrahigh-frequency radiation on biological objects
Lazim Evaluation of Maize (Zea mays L.) Germination Traits by Hydro-and Microwave Priming
HORI Plasma-assisted priming: Improved germination and seedling performance of papaya
RU2652185C2 (ru) Способ предпосевной обработки семян
Morozov et al. Stimulating and inactivating effects of microwave processing on plant seeds and associated with them microflora and microorganisms
CN112205115A (zh) 一种富含白藜芦醇的花生芽及其制备方法
Oprica Effect of microwave on the dynamics of some oxidoreductase enzymes in Brassica napus germination seeds
RU2618141C1 (ru) Способ обеззараживания зерна овса энергией СВЧ-поля
RU2762172C2 (ru) Способ интенсивного культивирования растений
Guragain et al. Research Article Non-Thermal Plasma: A Promising Technology for the Germination Enhancement of Radish (Raphanus sativus) and Carrot (Daucus carota sativus L.)
Lazar et al. MORPHOLOGICAL CHANGES DURING GERMINATION AND GROWTH OF RAPESEED SAMPLES (Brassica napus) EXPOSED TO NON-IONIZING RADIATION
Chervinsky et al. Influence of Infrared Radiationon Sowing Quality and Growth Indicators of Winter Wheat Plants