RU2742954C1 - Method for activating germination of abyssinian nougat seeds - Google Patents

Method for activating germination of abyssinian nougat seeds Download PDF

Info

Publication number
RU2742954C1
RU2742954C1 RU2020130819A RU2020130819A RU2742954C1 RU 2742954 C1 RU2742954 C1 RU 2742954C1 RU 2020130819 A RU2020130819 A RU 2020130819A RU 2020130819 A RU2020130819 A RU 2020130819A RU 2742954 C1 RU2742954 C1 RU 2742954C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
germination
nougat
wavelength
substrate
Prior art date
Application number
RU2020130819A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Зеленков
Вадим Владимирович Потапов
Вячеслав Васильевич Латушкин
Владимир Владимирович Карпачев
Владимир Михайлович Косолапов
Петр Аркадьевич Верник
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития»
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 Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» filed Critical Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития»
Priority to RU2020130819A priority Critical patent/RU2742954C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742954C1 publication Critical patent/RU2742954C1/en

Links

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
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular to plant growing. Method includes the use of lighting. The seeds are pretreated with an aqueous sol of 0.001% hydrothermal nanosilica for 120 minutes, followed by sowing and germination of seeds on a substrate. Watering is carried out with distilled water as the substrate dries for 7 days under continuous illumination with blue light LEDs with a wavelength of 440 nm, or green light LEDs with a wavelength of 525 nm, or red light LEDs with a wavelength of 660 nm. Moreover, for all sources, a mode of low intensity of generated photons is used in the range of 1.44-6.52 mcM/(m2⋅s) at the level of the substrate with seeds.EFFECT: expands the possibilities of using LED lighting in the version of monochromatic spectra of blue, green and red light in combination with treatment before seed germination with nanoparticles of silica of hydrothermal origin to increase the germination of Abyssinian nougat seeds, the productivity of its sprouts in the phase of 7-day germination.1 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может найти применение для повышения всхожести семян, в селекции с использованием агробиотехносистем с искусственным освещением и расширении области применения гидротермального нанокремнезема в технологиях получения пророщенного нуга Абиссинского для здорового питания.The invention relates to the field of agriculture, in particular to plant growing, and can be used to increase seed germination, in breeding using agrobiotechnological systems with artificial lighting and expanding the field of application of hydrothermal nanosilica in technologies for producing sprouted Abyssinian nougat for healthy nutrition.

В последние 20 лет в практику сельскохозяйственной науки и биотехнологии активно входят агробиотехносистемы различных конструкций и модификаций, предназначенные для исследования процессов выращивания растений в контролируемых условиях. В России эти технические системы наиболее известны под термином фитотроны. Последние годы появились и модификации фитотронов для решения вопросов выращивания растений для космического питания и медицины (Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., Яковлева О.С., Знаменский А.И., Тараканов И.Г., Радченко С.Г., Лапач С.Н. Обоснование оптимальных режимов освещения растений для космической оранжереи «Витацикл-Т» // Авиакосм. и экол. мед. – 2016. – Т. 50, № 4. – С. 28-36) а также класс фитотронов – синерготроны с программно-управляемыми параметрами, включая и режимы освещения светодиодными источниками света (Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в агробиотехносистемах. Сборник научных трудов. Выпуск 1 / Под редакцией проф. В.Н. Зеленкова – М.: Техносфера, 2018. - 208с. ISBN 978-5-94836-543-5).In the last 20 years, agrobiotechnological systems of various designs and modifications, designed to study the processes of growing plants under controlled conditions, have been actively involved in the practice of agricultural science and biotechnology. In Russia, these technical systems are best known under the term phytotrons. In recent years, modifications of phytotrons have also appeared to solve the problems of growing plants for space nutrition and medicine (Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Yakovleva O.S., Znamenskiy A. I., Tarakanov I.G., Radchenko S.G., Lapach S.N. Substantiation of optimal plant illumination modes for the "Vitacyc-T" space greenhouse // Aviacosm. And Ecological Med. - 2016. - V. 50, No. 4. - P. 28-36) as well as the class of phytotrons - synergotrons with program-controlled parameters, including lighting modes with LED light sources (Life cycle and plant ecology: regulation and management of the habitat in agrobiotechnological systems. Collection of scientific papers. Issue 1 / Edited by Prof. V.N. Zelenkov - M .: Technosphere, 2018 .-- 208p. ISBN 978-5-94836-543-5).

Аналогом предлагаемого изобретения является работа по изучению досвечивания горчицы салатной в фазе технической зрелости растений светодиодными светильниками с красным и синим полидисперсным спектром (Зеленков В.Н., Кособрюхов А.А., Лапин А.А., Латушкин В.В. Продуктивность и антиоксидантная активность горчицы салатной при облучении красным и синим светом в замкнутой системе фитотрона класса синерготрон ИСР-1.1 / Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в агробиотехносистемах. Сборник научных трудов. Вып. 1/ Под редакцией проф. В.Н. Зеленкова – М.: Техносфера, 2018 - С. 144-154. ISBN 978-5-94836-543-5, DOI: 10.22184/978-5-94836-543-5-142-152.An analogue of the proposed invention is the study of supplementary lighting of salad mustard in the phase of technical maturity of plants with LED lamps with a red and blue polydisperse spectrum (Zelenkov V.N., Kosobryukhov A.A., Lapin A.A., Latushkin V.V. Productivity and antioxidant activity of lettuce mustard under irradiation with red and blue light in a closed system of a phytotron of the synergotron ISR-1.1 class / Life cycle and plant ecology: regulation and management of the habitat in agrobiotechnological systems. Collection of scientific papers. Issue 1 / Edited by Prof. VN Zelenkov - M .: Technosphere, 2018 - S. 144-154. ISBN 978-5-94836-543-5, DOI: 10.22184 / 978-5-94836-543-5-142-152.

Однако данный аналог рассматривает источник света в красной области излучения светодиодного светильника как полидисперсный фотонный источник широкой области красного излучения регулируемого светильника синерготрона модели 1.01 (разработка АНО Институт стратегий развития, г. Москва) и дает техническое решение вопросов интенсификации роста растений салатной культуры только в фазе технической зрелости.However, this analogue considers the light source in the red region of the LED lamp as a polydisperse photon source of a wide red region of the controlled lamp of the synergotron model 1.01 (developed by the ANO Institute of Development Strategies, Moscow) and provides a technical solution to the intensification of the growth of lettuce crops only in the technical phase. maturity.

Известно, что влияние света на этапе прорастания семян мало связано с интенсивностью фотосинтеза, т.к. фотосинтетический аппарат – листья растений, еще не сформированы. Наиболее близким к предлагаемому решению является работа: Зеленков В.Н. Латушкин В.В., Карпачев В.В., Барышок В.П., Верник П.А, Гаврилов С.В. Влияние кремнийорганического соединения 1- этоксисилатрана и минерального питательного раствора на рост сеянцев нуга Абиссинского при разных режимах импульсного освещения. // Сб. научн. трудов по мат. XIII Межд. симпозиума "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования", Москва, РУДН, 13.06.2019, с.65-67.It is known that the effect of light at the stage of seed germination has little to do with the intensity of photosynthesis, because photosynthetic apparatus - plant leaves, not yet formed. The closest to the proposed solution is the work: Zelenkov V.N. Latushkin V.V., Karpachev V.V., Baryshok V.P., Vernik P.A., Gavrilov S.V. Influence of the organosilicon compound 1-ethoxysilatrane and mineral nutrient solution on the growth of Abyssinian nougat seedlings under different modes of pulsed illumination. // Sat. scientific. works on mat. XIII Int. symposium "New and non-traditional plants and prospects for their use", Moscow, RUDN, 13.06.2019, pp.65-67.

В известном способе-прототипе авторы применяют спектры освещения широкого диапазона с высокой энергетической составляющей генерируемых пучков фотонов, снижение уровня суммарной интенсивности которых достигается режимами в вариантах перевода светодиодного освещения из непрерывного в прерывистый – импульсные режимы. Однако, способ-прототип не позволяет достичь необходимого технического результата при проращивании семян нуга по сравнению с предлагаемым решением светодиодного монохроматического освещения с заданной низкой интенсивностью фотонов в области синего, или зеленого или красного моноспектров в условиях замкнутой агробиотехносистемы -синерготрона.In the known prototype method, the authors use a wide range of illumination spectra with a high energy component of the generated photon beams, the reduction of the total intensity level of which is achieved by modes in the variants of switching LED lighting from continuous to intermittent - pulse modes. However, the prototype method does not allow achieving the required technical result when germinating nougat seeds in comparison with the proposed solution of LED monochromatic lighting with a given low photon intensity in the area of blue, or green or red monospectra in a closed agrobiotechnological system - synergotron.

Технический результат - расширение возможностей использования светодиодного освещения в варианте монохроматических спектров синего, зеленого и красного света в комбинации с обработкой перед проращиванием семян наночастицами кремнезема гидротермального происхождения для повышения всхожести семян нуга Абиссинского, продуктивности его ростков в фазе 7-ми суточного проращивания.The technical result is to expand the possibilities of using LED lighting in the variant of monochromatic spectra of blue, green and red light in combination with treatment before germination of seeds with nanoparticles of silica of hydrothermal origin to increase the germination of Abyssinian nougat seeds, the productivity of its shoots in the phase of 7-day germination.

Техническое решение заявленного изобретения заключается в том, что в отличие от прототипа, семена предварительно обрабатывают водным золем 0,001% гидротермального нанокремнезёма в течение 120 минут с последующим посевом и проращиванием семян на подложке, полив проводят дистиллированной водой по мере подсыхания подложки в течение 7 суток, при непрерывном освещении светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или светодиодами зеленого света с длиной волны 525 нм или светодиодами красного света с длиной волны 660 нм, причем для всех источников используют режим низкой интенсивности генерируемых фотонов в диапазоне 1,44 мкМоль/(м2⋅с) – 6,52 мкМоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами.The technical solution of the claimed invention is that, unlike the prototype, the seeds are pretreated with an aqueous sol of 0.001% hydrothermal nanosilica for 120 minutes, followed by sowing and germination of seeds on a substrate, watering is carried out with distilled water as the substrate dries for 7 days, with continuous illumination with blue light LEDs with a wavelength of 440 nm or green light LEDs with a wavelength of 525 nm or red light LEDs with a wavelength of 660 nm, and for all sources a low intensity mode of generated photons in the range of 1.44 μM / (m 2 ⋅ s) - 6.52 μM / (m 2 ⋅s) at the level of the substrate with seeds.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Для экспериментальной проверки способа в качестве сельскохозяйственной культуры использовали нуг Абиссинский, сорт Липчанин (оригинатор сорта ВНИИ рапса, г.Липецк) – первый в Росси сорт интродуцированной масличной и технической растительной культуры юга Африки. Испытания проводили с использованием экспериментального образца агробиотехносистемы - синерготрона с цифровым программным управлением основными параметрами (температура, влажность, освещение) среды проращивания (модель 1.01. конструкции АНО «Институт стратегий развития», г.Москва).For experimental verification of the method, Abyssinsky nougat was used as an agricultural crop, the Lipchanin variety (the originator of the VNII rapeseed variety, Lipetsk) - the first variety of introduced oilseeds and industrial crops of southern Africa in Russia. The tests were carried out using an experimental sample of an agrobiotechnological system - a synergotron with digital programmed control of the main parameters (temperature, humidity, lighting) of the germination environment (model 1.01, designed by ANO Institute for Development Strategies, Moscow).

Для обработки семян нуга использовали гидротермальный нанокремнезем (ГНК), полученный очисткой от примесей термальной природной воды Мутновского месторождения в ООО НПФ «Наносилика» (г. Петропавловск-Камчатский) концентрированием наночастиц кремнезема ультрафильтрацией. Используемый в испытаниях исходный золь нанокремнезема характеризовался исходной концентрацией по кремнезему 5,0%, полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм. Исходный золь 5 % ГНК разводили дистиллированной водой (из расчета 1 мл исходного золя на 5000 мл воды) для приготовления 0,001 %-ной концентрации рабочего раствора гидротермального нанокремнезема для обработки семян. Обработку семян проводили, замачивая их в рабочем растворе в течение 120 минут.For the treatment of nougat seeds, hydrothermal nanosilica (HNS) was used, obtained by purification of impurities from the thermal natural water of the Mutnovskoye field at OOO NPF Nanosilika (Petropavlovsk-Kamchatsky) by concentrating silica nanoparticles by ultrafiltration. The initial nanosilica sol used in the tests was characterized by an initial silica concentration of 5.0%, a polydispersity of its constituent nanoparticles with a predominance of 10-20 nm in size. The initial 5% HOC sol was diluted with distilled water (at the rate of 1 ml of the initial sol per 5000 ml of water) to prepare a 0.001% concentration of the working solution of hydrothermal nanosilica for seed treatment. The seeds were treated by soaking them in the working solution for 120 minutes.

Проращивание семян проводили согласно ГОСТ 12038-84 с изменениями, а именно: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты в виде пластин 20*20 см (400 см2). Количество семян 160 шт., повторность трехкратная. Масса 1000 семян нуга Абиссинского сорта Липчанин, использованных для посева, составляла 3,9 г. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. В качестве контроля использовали проращивание семян нуга в темноте, которые перед посевом предварительно выдерживали в дистиллированной воде в течение 120 минут, а в опытных вариантах проводили проращивание с использованием монохроматического освещения с низкой интенсивностью фотонов, генерируемых светодиодными источниками синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм, с интенсивностью 6,52 мкМоль/(м2⋅с), 1,44 мкМоль/(м2⋅с) и 2,36 мкМоль/(м2⋅с), соответственно, на уровне подложки с семенами.Germination of seeds was carried out according to GOST 12038-84 with changes, namely: instead of filter paper, a mineral wool substrate was used in the form of plates 20 * 20 cm (400 cm 2 ). Number of seeds 160 pcs., Threefold repetition. The mass of 1000 seeds of nougat of the Abyssinian variety Lipchanin, used for sowing, was 3.9 g. Irrigation was carried out with distilled water as the substrate dries up. As a control, we used the germination of nougat seeds in the dark, which were preliminarily kept in distilled water for 120 minutes before sowing, and in the experimental variants, germination was carried out using monochromatic illumination with low photon intensity generated by LED sources of blue (LED SS), green (LED LC) and the red (RD SC) light with wavelengths of 440 nm, 525 nm and 660 nm, with an intensity of 6.52 mol / (m 2 ⋅s), 1.44 mol / (m 2 ⋅s) and 2.36 μMol / (m 2 ⋅s), respectively, at the level of the substrate with seeds.

На 3-й день определяли энергию прорастания, а на 7-й день определяли всхожесть семян в опытных и контрольном вариантах и измеряли высоту ростков, их продуктивность (массу 100 проростков) в 3-х повторностях. Определяли среднее арифметическое по энергии проращивания, всхожести, высоты и продуктивности ростков нуга.On the 3rd day, the germination energy was determined, and on the 7th day, the germination of seeds in the experimental and control variants was determined and the height of the shoots, their productivity (weight of 100 seedlings) was measured in 3 replicates. The arithmetic mean of the germination energy, germination rate, height and productivity of nougat sprouts was determined.

Для оценки запуска в предлагаемом способе первичного фотосинтеза (автотрофного питания) определяли спектрофотометрически фотосинтетические пигменты в ростках. Для этого проводили экстракцию пигментов этанолом из образцов сырых ростков на 7-е сутки проращивания.To evaluate the launch in the proposed method of primary photosynthesis (autotrophic nutrition) was determined spectrophotometrically photosynthetic pigments in sprouts. For this, the pigments were extracted with ethanol from samples of raw sprouts on the 7th day of germination.

Результаты испытаний реализации способа приведены в таблицах 1 и 2.The test results of the implementation of the method are shown in tables 1 and 2.

Применение предложенного способа с предварительной предпосевной обработкой семян нуга Абиссинского 0,001 % водным золем гидротермального нанокремнезема в течении 120 минут и использованием светодиодных источников синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм, соответственно и с низкой интенсивностью при проращивании семян 7 суток при непрерывном освещении позволяет повысить энергию прорастания на 12,2 % в случае применения освещения СД КС и практическое сохранение (незначительное уменьшение в пределах погрешности измерения на 1,1 и 1,6 %) по сравнению с контролем энергии проращивания для вариантов СД ЗС м СД СС (табл.1). Application of the proposed method with preliminary pre-sowing treatment of Abyssinsky nougat seeds with 0.001% aqueous sol of hydrothermal nanosilica for 120 minutes and using LED sources of blue (SD SS), green (SD ZS) and red (SD KS) light with wavelengths of 440 nm, 525 nm and 660 nm, respectively, and with a low intensity when germinating seeds for 7 days under continuous illumination, it allows to increase the germination energy by 12.2% in the case of the use of illumination of the LED KS and practical preservation (a slight decrease within the measurement error by 1.1 and 1.6 %) compared to the control of germination energy for the variants of SD ZS and SD SS (Table 1).

Во всех вариантах применения монохроматического освещения всхожесть семян нуга увеличилась от 1,2 % (СД СС) ,1,6 % (СД ЗС) до 3,1 % (СД КС).In all variants of using monochromatic lighting, the germination of nougat seeds increased from 1.2% (SD SS), 1.6% (SD ZS) to 3.1% (SD KS).

Таблица 1. Энергия проращивания (3-и сутки), всхожесть (7-е сутки) семян нуга Абиссинского (сорт Липчанин) в опытах и контролеTable 1. Germination energy (3rd day), germination (7th day) of Abyssinsky nougat seeds (Lipchanin variety) in experiments and control

Вариант опытаExperience Option Энергия проращивания, %Germination energy,% Изменение энергии относительно контроля, %Energy change relative to control,% Всхожесть, %Germination,% Изменение всхожести относительно контроля, %Change in germination relative to control,% Проращивание семян в темноте – контрольGerminating seeds in the dark - control 73,673.6 -- 92,692.6 -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD SS 440 nm, 6.52 μmol / (m 2 ⋅s) 72,872.8 -1,1-1.1 93,793,7 +1,2+1.2 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD ZS 525 nm, 1.44 μmol / (m 2 ⋅s) 72,472.4 -1,6-1.6 94,194.1 +1,6+1.6 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD KS 660 nm, 2.36 μmol / (m 2 ⋅s) 82,682.6 +12,2+12.2 95,595.5 +3,1+3.1

Применение предложенного способа с предварительной предпосевной обработкой семян нуга 0,001% водным золем гидротермального нанокремнезема в течении 120 минут и использованием светодиодных источников синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм, соответственно с низкой интенсивностью при проращивании семян 7 суток при таком непрерывном освещении позволяет повысить урожайность по росткам нуга на 4,7 %, 15,4 %, 3,8 %, соответственно (табл.2). Application of the proposed method with preliminary presowing treatment of nougat seeds with 0.001% aqueous sol of hydrothermal nanosilica for 120 minutes and using LED sources of blue (SD SS), green (SD ZS) and red (SD KS) light with wavelengths of 440 nm, 525 nm and 660 nm, respectively, with a low intensity when germinating seeds for 7 days with such continuous illumination, allows you to increase the yield on nougat sprouts by 4.7%, 15.4%, 3.8%, respectively (Table 2).

Во всех вариантах применения способа освещения наблюдается снижение высоты ростков нуга Абиссинского от 5,4 % (для СД ЗС) до 30,0 % (для СД КС) и 33,3 % (для СД СС). При этом эффекте наблюдается как сохранение продуктивности ростков нуга Абиссинского для варианта СД КС, так и существенное увеличение продуктивности на 13,9 % для СД СС и на 19,6 % для варианта СД ЗС (табл.2).In all variants of the application of the lighting method, there is a decrease in the height of Abyssinian nougat sprouts from 5.4% (for SD ZS) to 30.0% (for SD KS) and 33.3% (for SD SS). With this effect, both the preservation of the productivity of Abyssinian nougat sprouts for the SD KS variant is observed, and a significant increase in productivity by 13.9% for the SD SS and by 19.6% for the SD ZS variant (Table 2).

Эти данные позволяют утверждать о возможности управления получением различных биотипов нуга Абиссинского для селекционного получения низкорослых сортов с высокой урожайностью для различных региональных особенностей интродукции новой сельскохозяйственной культуры в России. These data allow us to assert the possibility of managing the production of various biotypes of Abyssinsky nougat for selective production of low-growing varieties with high yields for various regional features of the introduction of a new agricultural crop in Russia.

Таблица 2. Высота (см) и продуктивность ростков (масса 100 ростков, г) на 7-е сутки проращивания семян нуга (сорт Липчанин) в опытах и контролеTable 2. Height (cm) and productivity of shoots (weight of 100 shoots, g) on the 7th day of germination of nougat seeds (Lipchanin variety) in experiments and control

Вариант опытаExperience Option Высота ростков, смSprout height, cm Изменение высоты относительно контроля, %Height change relative to control,% Продуктивность – масса 100 ростков, г Productivity - weight of 100 sprouts, g Изменение продуктивности относительно контроля, %Change in productivity relative to control,% Проращивание семян в темноте – контрольGerminating seeds in the dark - control 9,39.3 -- 5,405.40 -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD SS 440 nm, 6.52 μmol / (m 2 ⋅s) 6,26.2 -33,3-33.3 6,156.15 +13,9+13.9 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD ZS 525 nm, 1.44 μmol / (m 2 ⋅s) 8,88.8 -5,4-5.4 6,466.46 +19,6+19.6 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD KS 660 nm, 2.36 μmol / (m 2 ⋅s) 6,76,7 -30,0-30.0 5,405.40 00

Принципиальным моментом для получения пророщенных семян как основы первичной микрозелени являются комбинированные показатели соотношения средней массы ростков к их высоте, обосновывающие запуск первичного фотосинтеза, т.е. переход от гетеротрофного питания за счет внутреннего резерва семян нуга к автотрофному питанию с использованием фотосинтеза фактически с первых дней появления первых всходов нуга.The fundamental point for obtaining germinated seeds as the basis of primary microgreening is the combined indicators of the ratio of the average mass of shoots to their height, which justify the launch of primary photosynthesis, i.e. the transition from heterotrophic nutrition due to the internal reserve of nougat seeds to autotrophic nutrition using photosynthesis virtually from the first days of the emergence of the first nougat seedlings.

Проведенные расчеты с использованием показателей продуктивности и высоты растений (табл.2 ) показали, что для контроля, опытных вариантов использования монохроматического излучения фотонов светодиодами СД СС, СД ЗС и СД КС с низкой интенсивностью в диапазоне от 1,44 мкМоль/(м2⋅с) до 6,52 мкМоль/(м2⋅с) биомассы ростков к их высоте составил 0,0058, 0,0099, 0,0073 и 0,0081 в единицах г/см, соответственно. Это говорит о наличии фотосинтеза в ростках в отличие от контрольного проращивания в темноте (коэффициент 0,0058) и о повышении соотношения (коэффициента) биомассы к высоте ростков относительно контроля на 26 % (для СД ЗС), 40 % (для СД КС) и 71 % (для СД СС).Calculations using the indicators and productivity of plant height (Table 2) showed that for the control, experimental embodiments using monochromatic photons LEDs SD SS, SD and SD, the COP of AP with low intensity in a range from 1.44 mol / (m 2 ⋅ c) up to 6.52 mol / (m 2 ⋅s) germs of biomass to height was 0.0058, 0.0099, 0.0073 and 0.0081 in units of g / cm, respectively. This indicates the presence of photosynthesis in the shoots, in contrast to the control germination in the dark (coefficient 0.0058) and an increase in the ratio (coefficient) of biomass to the height of the shoots relative to the control by 26% (for SD GS), 40% (for SD CS) and 71% (for SD SS).

Подтверждением этого является наличие в ростках фотосинтетических элементов – хлорофилла а и b, а также каротиноидов, содержание которых в ростках, полученных предлагаемым способом, приведены в таблице 3. This is confirmed by the presence of photosynthetic elements in the shoots - chlorophyll a and b, as well as carotenoids, the content of which in the shoots obtained by the proposed method is shown in Table 3.

Запуск фотосинтеза при низкоэнергетическом монохроматическом светодиодном освещении СД СС, СД ЗС и СД КС дает возможность реализации нового пути синтеза биомассы ростков за счет автотрофного питания при истощении гетеротрофного питания к завершению проращивания семян в течении 7 суток и перспективы реализации возможности ускоренного получения микрозелени на 7-е сутки проращивания семян нуга Абиссинского , предварительно обработанных 0,001 %-ным водным золем ГНК. The launch of photosynthesis under low-energy monochromatic LED illumination of SD SS, SD ZS and SD KS makes it possible to implement a new pathway for the synthesis of sprout biomass due to autotrophic nutrition with depletion of heterotrophic nutrition by the end of seed germination within 7 days and the prospects for realizing the possibility of accelerated production of microgreens on the 7th a day of germination of Abyssinian nougat seeds, pretreated with 0.001% aqueous sol of the GOC.

Таблица 3. Содержание хлорофиллов а и b и каротиноидов в ростках на 7-е сутки проращивания семян нуга (сорт Липчанин) в опытах и контролеTable 3. Chlorophyll contentand andband carotenoids in sprouts on the 7th day of germination of nougat seeds (Lipchanin variety) in experiments and control

Вариант опытаExperience Option Хлорофилл а, мкг/млChlorophyll a, μg / ml Хлорофилл b, мкг/млChlorophyll b, μg / ml Соотношение а/bA / b ratio Каратиноиды мкг/млCarotenoids μg / ml Проращивание семян в темноте – контрольGerminating seeds in the dark - control -- -- -- -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD SS 440 nm, 6.52 μmol / (m 2 ⋅s) 4,394.39 2,082.08 2,112.11 1,471.47 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD ZS 525 nm, 1.44 μmol / (m 2 ⋅s) 3,723.72 1,741.74 2,142.14 1,391.39 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкмоль/(м2⋅с)Germination of seeds under constant illumination of SD KS 660 nm, 2.36 μmol / (m 2 ⋅s) 5,805.80 2,532.53 2,292.29 1,971.97

Близость значений соотношений содержания в ростках хлорофилла а к хлорофиллу b, находящееся в диапазоне значений 2,11 – 2,29 для всех испытанных вариантов предлагаемого способа, говорит о единстве механизма первичного фотосинтеза – действия фотонов низкой интенсивности при монохроматическом облучении семян, семядолей в процессе проращивания нуга Абиссинского. The closeness of the ratios of the content of chlorophyll a to chlorophyll b in the shoots, which is in the range of values 2.11 - 2.29 for all tested variants of the proposed method, indicates the unity of the mechanism of primary photosynthesis - the action of low-intensity photons with monochromatic irradiation of seeds, cotyledons during germination nougat of Abyssinian.

Таким образом, использование предлагаемого способа с применением низкоэнергетического излучения светодиодных светильников СД СС, СД ЗС и СД КС (интенсивности излучения 6,23 мкМоль/(м2⋅с), 1,44 мкМоль/(м2⋅с), 2,36 мкМоль/(м2⋅с), соответственно) при проращивании нуга Абиссинского позволяет получать пророщенные семена с содержанием биологически активных компонентов – продуктов первичного фотосинтеза: хлорофиллы а и b, каратиноиды при сохранении всхожести семян и получить низкорослые биотипы с высокой плотностью биомассы ростков. Thus, the use of the proposed method with the use of low-energy radiation of LED lamps SD SS, SD ZS and SD KS (radiation intensity 6.23 μM / (m 2 s), 1.44 μM / (m 2 s), 2.36 mol / (m 2 ⋅s), respectively) during germination produces nougat Abyssinian germinated seeds with a content of active components - primary products of photosynthesis: chlorophyll a and b, carotenoids, while maintaining the germination of seeds and undersized biotypes obtain a high density of biomass germs.

Это позволяет получать новый тип пророщенных семян на 7 сутки как микрозелень для здорового питания. This allows you to get a new type of germinated seeds on the 7th day as a microgreen for a healthy diet.

Claims (1)

Способ активации проращивания семян нуга Абиссинского, включающий использование освещения, отличающийся тем, что семена предварительно обрабатывают водным золем 0,001% гидротермального нанокремнезема в течение 120 минут с последующим посевом и проращиванием семян на подложке, полив проводят дистиллированной водой по мере подсыхания подложки в течение 7 суток при непрерывном освещении светодиодами синего света с длиной волны 440 нм, или светодиодами зеленого света с длиной волны 525 нм, или светодиодами красного света с длиной волны 660 нм, причем для всех источников используют режим низкой интенсивности генерируемых фотонов в диапазоне 1,44-6,52 мкмоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами.A method for activating the germination of Abyssinian nougat seeds, including the use of lighting, characterized in that the seeds are pre-treated with an aqueous sol of 0.001% hydrothermal nanosilica for 120 minutes, followed by sowing and germination of seeds on a substrate, watering is carried out with distilled water as the substrate dries for 7 days at continuous illumination with blue LEDs with a wavelength of 440 nm, or green LEDs with a wavelength of 525 nm, or LEDs of red light with a wavelength of 660 nm, and for all sources a low intensity mode of generated photons in the range of 1.44-6.52 is used μmol / (m 2 ⋅s) at the level of the substrate with seeds.
RU2020130819A 2020-09-18 2020-09-18 Method for activating germination of abyssinian nougat seeds RU2742954C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130819A RU2742954C1 (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for activating germination of abyssinian nougat seeds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020130819A RU2742954C1 (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for activating germination of abyssinian nougat seeds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742954C1 true RU2742954C1 (en) 2021-02-12

Family

ID=74666119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020130819A RU2742954C1 (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for activating germination of abyssinian nougat seeds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742954C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773367C1 (en) * 2021-09-21 2022-06-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" Method for activating the germination of table beet seeds with hydrothermal nanosilica under led lighting

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2957166A4 (en) * 2013-02-15 2016-03-02 Sharp Kk Led light source for plant cultivation
RU183572U1 (en) * 2018-05-21 2018-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Device for photobiological photostimulation of seeds of fruit, vegetable and green crops

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2957166A4 (en) * 2013-02-15 2016-03-02 Sharp Kk Led light source for plant cultivation
RU183572U1 (en) * 2018-05-21 2018-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Device for photobiological photostimulation of seeds of fruit, vegetable and green crops

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗЕЛЕНКОВ В.Н. и др. Влияние кремнийорганического соединения 1-этоксисилатран и минерального питательного ратвора на рост сеянцев нуга абиссинского при разных режимах импульсного освещения// Сб. науч. тр. по мат. XIII Междунар. симпоз. Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования, Москва, РУДН, 2019, с.65-67. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773367C1 (en) * 2021-09-21 2022-06-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" Method for activating the germination of table beet seeds with hydrothermal nanosilica under led lighting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106665319B (en) Cultivation luminous environment and cultivation method for lettuce vegetables
CN106718183B (en) Water culture seedling culture light environment and seedling culture method for lettuce vegetables
JP2022118185A (en) Production method of leaf vegetables and production device of leaf vegetables
Kulchin et al. Plant morphogenesis under different light intensity
RU2734081C1 (en) Method for activation of germinating wheat seeds
RU2737174C1 (en) Method for increasing of germinating ability of winter wheat seeds
CN114521410A (en) Laser seedling raising method and rice cultivation method based on same
CN110915468A (en) Method for increasing glucosinolate content of broccoli sprouting vegetable
Brazaitytė et al. After-effect of light-emitting diodes lighting on tomato growth and yield in greenhouse
RU2741085C1 (en) Method of activating rape seed germination
RU2740316C1 (en) Method to activate lettuce crops seed sprouting
CN110583280B (en) Luminous environment regulation and control method for reducing lettuce cooking heart rate in plant factory
RU2742954C1 (en) Method for activating germination of abyssinian nougat seeds
CN104521532A (en) Method for culturing tomato seedlings through LED light sources
RU2741089C1 (en) Method of activating soybean sprouting
RU2742613C1 (en) Method for activating the germination of rapeseed seeds in ultraviolet light
Rakutko et al. Comparative evaluation of tomato transplant growth parameters under led, fluorescent and high-pressure sodium lamps
RU2746275C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds
RU2742614C1 (en) Method for activating germination of seeds of abyssinian nougat with led monochromatic lighting
RU2742611C1 (en) Method for activating the germination of rapeseed seeds under monospectral illumination
RU2746277C1 (en) Method for activating germination of soybean seeds with led monochromatic lighting
RU2750265C1 (en) Method for activating sprouting of lettuce culture seeds under monochrome led lighting
RU2365089C1 (en) Method of potatoes multiplication
RU2745449C1 (en) Method for activating germination of seeds of cereal meadow grass
RU2742535C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting