RU2746275C1 - Method for activating the germination of sugar beet seeds - Google Patents

Method for activating the germination of sugar beet seeds Download PDF

Info

Publication number
RU2746275C1
RU2746275C1 RU2020133844A RU2020133844A RU2746275C1 RU 2746275 C1 RU2746275 C1 RU 2746275C1 RU 2020133844 A RU2020133844 A RU 2020133844A RU 2020133844 A RU2020133844 A RU 2020133844A RU 2746275 C1 RU2746275 C1 RU 2746275C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seeds
germination
sugar beet
blue
light
Prior art date
Application number
RU2020133844A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Зеленков
Вадим Владимирович Потапов
Вячеслав Васильевич Латушкин
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 RU2020133844A priority Critical patent/RU2746275C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746275C1 publication Critical patent/RU2746275C1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/25—Root crops, e.g. potatoes, yams, beet or wasabi
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/20—Forcing-frames; Lights, i.e. glass panels covering the forcing-frames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-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
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

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

Abstract

FIELD: agriculture.SUBSTANCE: invention relates to the field of agriculture, in particular to plant growing. According to the method, sugar beet seeds are germinated using blue and green LED lighting. Sugar beet seeds are treated for 120 minutes with a working solution of an aqueous sol of hydrothermal nanosilica with a nanoparticle concentration of 0.001%, followed by sowing and 10-day germination at room temperature and moistening the seeds. Monochromatic continuous illumination by LEDs of blue light with a wavelength of 440 nm or green light with a wavelength of 525 nm is used as light sources, with the generation of low-intensity photons in the range of 6.52 - 1.44 mcmol / (м2⋅s) at the substrate level with seeds and obtaining primary microgreens.EFFECT: method expands possibilities of using LED lighting of blue and green light in versions of low-intensity monochromatic radiation in combination with pre-sowing treatment of seeds with hydrothermal nanosilica for the selection of new plant biotypes and increasing the germination of sugar beet seeds, the productivity of its sprouts at 10-day germination with obtaining primary microgreens.1 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к растениеводству, может найти применение для повышения всхожести семян, в селекции с использованием агробиотехносистем с искусственным освещением и расширении области применения гидротермального нанокремнезема в технологиях получения пророщенных семян сахарной свеклы и получения ее микрозелени.The invention relates to the field of agriculture, in particular, to plant growing, can be used to increase the germination of seeds, in breeding using agrobiotechnological systems with artificial lighting and expanding the scope of hydrothermal nanosilica in technologies for obtaining germinated seeds of sugar beet and obtaining its microgreens.

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. В 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 past 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., Znamensky A. I.I., Tarakanov I.G., Radchenko S.G., Lapach S.N. Substantiation of optimal modes of plant illumination for the space greenhouse "Vitacyc-T" // 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 решения 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 solution 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. 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. V.N. Zelenkova - 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 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 region of red radiation and provides a technical solution to the issues of intensifying the growth of lettuce crops only in the phase of technical maturity.

Известен способ фотостимуляции растений в теплице путем облучения растений в ультрафиолетовом диапазоне УФ-В длин волн в течении всего времени вегетации и разовыми дозами облучения 3-25 Вт/м2 в пределах 50-120 Дж/м2 в течении 3-20 сек с периодичностью 1 раз в 1-4 суток. При этом авторы делают акцент на снижение числа микроорганизмов в теплице, и на поверхности растений при таких режимах с минимальным негативным воздействием на инициирование окислительных процессов сказывающихся на продуктивности растений (патент № 2674599, опубликован 11.12.2018 Бюл.№35. МПК А01G7/04, А01G9/20) A known method of photostimulation of plants in a greenhouse by irradiating plants in the ultraviolet range of UV-B wavelengths during the entire growing season and single doses of irradiation 3-25 W / m 2 in the range of 50-120 J / m 2 for 3-20 seconds with a frequency 1 time in 1-4 days. At the same time, the authors focus on reducing the number of microorganisms in the greenhouse, and on the surface of plants under such regimes with a minimal negative impact on the initiation of oxidative processes affecting the productivity of plants (patent No. 2674599, published on 11.12.2018 bull. No. 35. IPC А01G7 / 04, А01G9 / 20)

Авторы не рассматривают вопросы первичного этапа проращивания семян растений, а предложенный диапазон жесткого УФ спектра, средние уровни интенсивности и временные диапазоны с кратностью запуска светового излучения рассматривают как воздействие на микрофлору растений для обеззараживания, что и является одним из факторов улучшения выращивания в теплице. The authors do not consider the issues of the primary stage of germination of plant seeds, and the proposed range of the hard UV spectrum, average levels of intensity and time ranges with the frequency of starting light radiation are considered as an effect on the microflora of plants for disinfection, which is one of the factors for improving cultivation in a greenhouse.

Также известна система искусственного фитоосвещения, которая позволяет использовать светодиодный светильник с реализацией его возможностей использования спектров излучения синего, красного, дальнего красного света в соотношении 1:3:1 (патент № 2723725, опубликован 17.06.2020 Бюл.№17. МПК А01G9/20, A01G 7/04, F21S 2/00).Also known is a system of artificial phyto-lighting, which allows the use of an LED lamp with the implementation of its possibilities of using the emission spectra of blue, red, far red light in a ratio of 1: 3: 1 (patent No. 2723725, published 06/17/2020 Bul.No.17. IPC А01G9 / 20 , A01G 7/04, F21S 2/00).

Авторы за счет набора светодиодов с реализацией максимальных интенсивностей и возможностей использования конкретного набора светодиодов широкого диапазона излучения предлагают унификацию своей системы освещения для широкого ряда растительных культур в теплицах. При этом, авторы не учитывают особенности специфичности первичного отклика генома разных растений на спектры освещения и интенсивности пучков фотонов первой стадии проращивания до начала истинного фотосинтеза после формирования истинных первых 4-х листьев растений. Число вариаций реализации таких систем освещения при определении оптимума для конкретного растения составляет огромное количество, и ориентация на спектры поглощения света для фотосинтеза может оказаться малоприемлимым на стадии проращивания и формирования первичных всходов в виде микрозелени. The authors, due to a set of LEDs with the implementation of maximum intensities and the possibility of using a specific set of LEDs of a wide range of radiation, propose the unification of their lighting system for a wide range of crops in greenhouses. At the same time, the authors do not take into account the peculiarities of the specificity of the primary response of the genome of different plants to the spectra of illumination and intensity of photon beams of the first stage of germination before the onset of true photosynthesis after the formation of the first 4 true leaves of plants. The number of variations in the implementation of such lighting systems in determining the optimum for a particular plant is enormous, and the orientation to the light absorption spectra for photosynthesis may be unacceptable at the stage of germination and the formation of primary seedlings in the form of microgreens.

Известно, что влияние света на этапе прорастания семян мало связано с интенсивностью фотосинтеза, т.к. фотосинтетический аппарат – листья растений, еще не сформированы. Вопрос об использовании вышеперечисленных подходов реализации искусственного освещения, например, для технической культуры сахарной свеклы остается открытым.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 question of using the above approaches to the implementation of artificial lighting, for example, for the industrial crop of sugar beet, remains open.

Близким к предлагаемому решению является исследование в ВНИИ лекарственных и ароматических растений при рассмотрении фактора освещения при проращивании семян лекарственных растений с длительным периодом покоя, что снижает эффективность их применения в лекарственном растениеводстве из-за низкой всхожести, как лабораторной, так и полевой. Авторы работы используют полные спектры излучателей красного и синего света, при проращивании семян паслена и белладонны (Н.Ю. Свистунова, П.С. Савин. Влияние различных условий на всхожесть семян некоторых лекарственных растений после длительного хранения / Идеи Н. И. Вавилова в современном мире: тезисы докладов в IV Вавиловской международной конференции. - Санкт-Петербург, 20–24 ноября 2017 г. СПб.: ВИР, 2017, с.149).Close to the proposed solution is a study at the All-Russian Research Institute of medicinal and aromatic plants when considering the light factor when germinating seeds of medicinal plants with a long dormant period, which reduces the effectiveness of their use in medicinal plant growing due to low germination, both laboratory and field. The authors of the work use the full spectra of red and blue light emitters when germinating nightshade and belladonna seeds (N.Yu.Svistunova, P.S. Savin. Influence of various conditions on the germination of seeds of some medicinal plants after long-term storage / Ideas of N. I. Vavilov in modern world: abstracts of reports in the IV Vavilov international conference. - St. Petersburg, November 20-24, 2017 St. Petersburg: VIR, 2017, p. 149).

В известном способе авторы применяют спектры синего и красного освещения широкого диапазона и высокой энергетической составляющей генерируемых пучков фотонов. Наиболее эффективным для реализации проращивания семян лекарственных растений белладонны и паслена оказался вариант с красным освещением семян при проращивании. Однако авторы не указывают интенсивности освещения и точных длин волн красного и синего света, что является существенным для практической реализации способа в технологиях проращивания для других сельскохозяйственных культур. Это не позволяет применить приведенные данные авторов, например, для сельскохозяйственной культуры сахарной свеклы при проращивании ее семян.In the known method, the authors use the spectra of blue and red illumination of a wide range and a high energy component of the generated photon beams. The variant with red illumination of seeds during germination turned out to be the most effective for the implementation of germination of seeds of medicinal plants belladonna and nightshade. However, the authors do not indicate the intensity of illumination and the exact wavelengths of red and blue light, which is essential for the practical implementation of the method in germination technologies for other crops. This does not allow the authors' data to be applied, for example, to the agricultural crop of sugar beet when germinating its seeds.

Наиболее близким к предлагаемому решению является патент Японии (JP 3198211 U, 18.06.2015). Авторы работы - прототипа используют светодиодные излучатели синего и зеленого света высокой энергетической составляющей генерируемых широкополосных пучков фотонов по длинам волн для выращивания растений, что не позволяет использовать эти данные для низкоэнергетических режимов светодиодного освещения сахарной свеклы при проращивании ее семян до получения первичной микрозелени. The closest to the proposed solution is the Japanese patent (JP 3198211 U, 18.06.2015). The authors of the work - the prototype use LED emitters of blue and green light with a high energy component of the generated broadband photon beams at wavelengths for growing plants, which does not allow using these data for low-energy LED lighting modes for sugar beets when germinating their seeds to obtain primary microgreens.

Технический результат - расширение возможностей использования светодиодного освещения синего и зеленого света в вариантах монохроматического излучения низкой интенсивности в комбинации с предпосевной обработкой семян гидротермальным нанокремнеземом для селекции новых биотипов растения и повышения всхожести семян сахарной свеклы, продуктивности ее ростков при 10-суточном проращивании и получения первичной микрозелени. EFFECT : expanding the possibilities of using LED lighting of blue and green light in versions of low-intensity monochromatic radiation in combination with pre-sowing treatment of seeds with hydrothermal nanosilica for breeding new plant biotypes and increasing the germination of sugar beet seeds, the productivity of its sprouts with 10-day germination and obtaining primary microgreens ...

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от прототипа семена сахарной свеклы обрабатывают 120 минут рабочим раствором водного золя гидротермального нанокремнезема с концентрацией наночастиц 0,001% с последующим посевом и 10-суточным проращиванием при комнатной температуре и увлажнением семян с применением в качестве источников света монохроматического непрерывного освещения светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или зеленого света с длиной волны 525 нм, при генерации фотонов низкой интенсивности в диапазоне 6,52 – 1,44 мкмоль/м2⋅с на уровне подложки с семенами и получении первичной микрозелени. The technical solution of the claimed object is that, unlike the prototype, sugar beet seeds are treated for 120 minutes with a working solution of an aqueous sol of hydrothermal nanosilica with a nanoparticle concentration of 0.001%, followed by sowing and 10-day germination at room temperature and moistening the seeds using light sources monochromatic continuous illumination LEDs of blue light with a wavelength of 440 nm or green light with wavelength of 525 nm, while generating a low intensity of photons in the range 6.52 - 1.44 mmol / m 2 ⋅s at the wafer level with seed and obtaining primary mikrozeleni.

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

Для экспериментальной проверки способа для сельскохозяйственной технической культуры сахарной свеклы использовали сорт Смена F1. 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 for an agricultural industrial crop of sugar beet, the variety Smena F1 was used. 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 сахарной свеклы использовали гидротермальный нанокремнезем (ГНК), полученный очисткой от примесей термальной природной воды Мутновского месторождения в ООО НПФ «Наносилика» (г. Петропавловск-Камчатский) и концентрированием наночастиц кремнезема ультрафильтрацией. Используемый в испытаниях исходный золь нанокремнезема характеризовался исходной концентрацией по кремнезему 2,5%, полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм. Исходный золь 2,5% ГНК разводили дистиллированной водой (из расчета 1 мл исходного золя на 2500 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 sugar beet seeds, hydrothermal nanosilica (HNK) was used, obtained by purification of impurities from the thermal natural water of the Mutnovskoye deposit at OOO NPF Nanosilika (Petropavlovsk-Kamchatsky) and by concentrating silica nanoparticles by ultrafiltration. The initial nanosilica sol used in the tests was characterized by an initial silica concentration of 2.5%, a polydispersity of its constituent nanoparticles with a predominance of 10–20 nm in size. The initial sol of 2.5% HOC was diluted with distilled water (at the rate of 1 ml of the initial sol per 2500 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.

ПРИМЕР. Проращивание семян сахарной свеклы осуществляли в соответствии с ГОСТ 22617.2-94 («Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности») с модификацией методики, а именно: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты в виде пластин 20*20 см (400 см2). Количество семян 2,0 г, повторность трехкратная. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. В качестве контроля использовали проращивание в темноте. Семена сахарной свеклы перед проращиванием 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) или зеленого (СД ЗС) или красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм или 660 нм, соответственно и с интенсивностью 6,52 мкмоль / м2⋅с, 1,44 мкмоль / м2⋅с и 2,36 мкмоль / м2⋅с на уровне подложки с семенами.. EXAMPLE. Germination of sugar beet seeds was carried out in accordance with GOST 22617.2-94 ("Sugar beet seeds. Methods for determining germination, single sprout and good quality") with a modification of the technique, namely: instead of filter paper, a mineral wool substrate in the form of 20 * 20 cm plates was used ( 400 cm 2 ). The number of seeds is 2.0 g, the replication is threefold. Watering was carried out with distilled water as the substrate dries up. Germination in the dark was used as a control. Before germination, sugar beet seeds were kept in distilled water for 120 minutes, and in the experimental variants, germination was carried out using monochromatic lighting with low photon intensity generated by LED sources of blue (SD SS) or green (SD ZS) or red (SD KS) light. at wavelengths 440 nm, 525 nm or 660 nm, respectively, and with the intensity of 6.52 micromoles / m 2 ⋅s, 1.44 micromoles / m 2 ⋅s and 2.36 micromoles / m 2 ⋅s at the wafer level with seeds of ..

На 4-й день определяли энергию прорастания, а на 10-й день определяли всхожесть семян в опытных и контрольном вариантах и измеряли высоту ростков на 6-й и 10-й дни, их продуктивность (средняя масса 100 ростков) на 10-й день в 3-х повторностях. Определяли среднее арифметическое по энергии прорастания, всхожести, высоты и продуктивности ростков сахарной свеклы. On the 4th day, the germination energy was determined, and on the 10th day, the germination of seeds in the experimental and control variants was determined and the height of the shoots was measured on the 6th and 10th days, their productivity (average weight of 100 shoots) on the 10th day in 3 replicates. Determined the arithmetic mean of the energy of germination, germination, height and productivity of sugar beet sprouts.

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 использованием светодиодных источников синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм и низкой интенсивностью при проращивании семян 6 суток при монохроматическом непрерывном освещении ведет к снижению энергии проращивания и всхожести относительно контроля для СД КС на 11,1% и 31,4%, соответственно. Для вариантов освещения СД СС и СД ЗС наблюдается увеличение на 20,4% и 1,9% энергии прорастания, соответственно. Для этих же вариантов наблюдается увеличение всхожести семян на 5,8% и незначительное уменьшение всхожести на 1,2%, соответственно для СД СС и СД ЗС (таблица 1). Application of the proposed method, 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 and low intensity during seed germination for 6 days under monochromatic continuous illumination leads to a decrease in the energy of germination and germination relative to the control for SD KS by 11.1% and 31.4%, respectively. For the illumination options of the SD SS and SD ZS, an increase of 20.4% and 1.9% in the germination energy is observed, respectively. For the same variants, there is an increase in seed germination by 5.8% and a slight decrease in germination by 1.2%, respectively, for SD SS and SD ЗС (Table 1).

Таблица 1. Энергия прорастания (4-и сутки) и всхожесть (10-е сутки) семян сахарной свеклы сорта Смена F1 после их обработки 0,001 % золем ГНК.Table 1. Germination energy (4th day) and germination (10th day) of sugar beet seeds of the Smena F1 variety after their treatment with 0.001% GOC sol.

Вариант опытаExperience Option Энергия, %Energy,% Изменение энергии относит. контроля, %Energy change rel. control,% Всхожесть%Germination% Изменение всхожести относит. контроля, %The change in germination is attributed. control,% Проращивание семян в темноте – контроль Germinating seeds in the dark - control 5454 -- 8686 -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкмоль / м2 с Sprouting seeds at SS 440 nm LED light constant, 6.52 mol / m 2 s 6565 +20,4 +20.4 9191 + 5,8+ 5.8 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкмоль / м2 с Sprouting seeds under constant illumination of 525 nm LED of AP, 1.44 mmol / m 2 5555 + 1,9+ 1.9 8585 - 1,2- 1.2 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкмоль / м2 с Sprouting seeds under constant illumination of 660 nm LED COP, 2.36 mol / m 2 s 4848 - 11,1- 11.1 5959 - 31,4- 31.4

Только в варианте СД КС при испытаниях предложенного способа наблюдается существенное снижение как высоты ростков на 56,1% (на 6-е сутки) и на 67,0 % (на 10-е сутки) при снижении продуктивности биомассы ростков на 48,7 % относительно контроля (табл. 2). Only in the variant of the CD KS, when testing the proposed method, there is a significant decrease in both the height of the sprouts by 56.1% (on the 6th day) and by 67.0% (on the 10th day) with a decrease in the productivity of the biomass of the sprouts by 48.7% relative to control (Table 2).

Для вариантов испытания способа СД СС наблюдается отсутствие изменений по высоте ростков на 6-е сутки проращивания и снижение высоты на 23,9% на 10-е сутки при повышении продуктивности на 27,1% в сравнении с контролем (табл.2). Эти данные говорят о возможности формировании низкорослых биотипов ростков и микрозелени сахарной свеклы в этом варианте освещения при повышении их продуктивности. Для СД ЗС наблюдается существенное увеличение продуктивности (прирост биомассы на 27,5%) на 10-е сутки проращивания при повышении высоты ростков на 25,8% на 6-е сутки проращивания и при уменьшении высоты ростков на 4,5% (по отношению к контролю) при продолжении проращивания с семян до 10-ти суток (табл. 2). Это позволяет получать пророщенные семена сахарной свеклы с повышенной биологической активностью относительно контроля с повышением продуктивности при формировании первичной микрозелени на 10-е сутки с использованием гетеротрофного питания за счет семенного запаса питательных веществ и активации процессов проращивания монохроматическим излучением фотонов низкой интенсивности светодиодными источниками с запуском более эффективного первичного фитосинтеза после обработки семян 0,001 %-ным водным золем ГНК.For test variants of the SD SS method, there is no change in the height of the shoots on the 6th day of germination and a decrease in height by 23.9% on the 10th day with an increase in productivity by 27.1% in comparison with the control (Table 2). These data indicate the possibility of the formation of stunted biotypes of sprouts and microgreening of sugar beet in this lighting option with an increase in their productivity. For SD GS, there is a significant increase in productivity (an increase in biomass by 27.5%) on the 10th day of germination with an increase in the height of the sprouts by 25.8% on the 6th day of germination and with a decrease in the height of the sprouts by 4.5% (in relation to to control) with continued germination from seeds for up to 10 days (Table 2). This makes it possible to obtain germinated sugar beet seeds with increased biological activity relative to control with an increase in productivity during the formation of primary microgreens on the 10th day using heterotrophic nutrition due to the seed supply of nutrients and activation of germination processes by monochromatic emission of low-intensity photons by LED sources with the launch of a more efficient primary phytosynthesis after seed treatment with 0.001% aqueous sol of GNK.

Таблица 2. Высота (см) растений на 6-е и 10-е сутки и продуктивность ростков (масса 100 ростков, г) на 10-е сутки проращивания семян сахарной свеклы (сорт Смена F1) после их обработки 0,001%-ным водным золем ГНКTable 2. Height (cm) of plants on the 6th and 10th days and the productivity of shoots (weight of 100 shoots, g) on the 10th day of germination of sugar beet seeds (Smena F1 variety) after their treatment with 0.001% aqueous sol STC

Вариант опытаExperience Option Высота ростков, см на 6-е суткиSprout height, cm on the 6th day Изменение высоты к контролю, %Height change to control,% Высота ростков на 10-е сутки, смSprout height on the 10th day, cm Изменение высоты к контролю, %Height change to control,% масса 100 ростков, г weight of 100 sprouts, g Изменение массы ростка к контролю, %Change in sprout weight to control,% Проращивание семян в темноте Germinating seeds in the dark 6,66.6 -- 8,88.8 -- 5,055.05 -- 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 mol / m 2 s 6,66.6 00 6,76,7 - 23,9- 23.9 6,426.42 + 27,1+ 27.1 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм,
1,44 мкмоль / м2 с Germination of seeds under constant illumination of SD ЗС 525 nm,
1.44 μmol / m 2 s 8,38.3 + 25,8+ 25.8 8,48.4 - 4,5- 4.5 6,446.44 + 27,5+ 27.5 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм,
2,36 мкмоль / м2 с Germination of seeds under constant illumination of CD KS 660 nm,
2.36 μmol / m 2 s 2,92.9 - 56,1- 56.1 2,92.9 - 67,0- 67.0 2,592.59 - 48,7- 48.7

Таким образом, использование предлагаемого способа с применением низкоэнергетического излучения монохроматического светодиодного светильника СД СС 440 нм (интенсивности излучения 6,52 мкмоль / м2 с) и варианта СД ЗС 525 нм (интенсивности излучения 1,44 мкмоль / м2 с) после обработки 120 минут семян 0,001%-ным водным золем гидротермального нанокремнезема позволяет получать пророщенные семена сахарной свеклы в форме первичной микрозелени с содержанием фотосинтетических биологически активных компонентов – продуктов гетеротрофного питания ростков и первичного фотосинтеза уже на 10 сутки для здорового питания, а также использовать этот способ для получения новых биотипов растения сахарной свеклы для селекции. Thus, the use of the proposed method with the use of low-energy monochromatic radiation LED lamp SD SS 440 nm (radiation intensity of 6.52 mol / m 2 s) and variant DM AP 525 nm (radiation intensity of 1.44 mol / m 2 s) after treatment 120 minutes of seeds with 0.001% aqueous sol of hydrothermal nanosilica makes it possible to obtain germinated sugar beet seeds in the form of primary microgreens containing photosynthetic biologically active components - products of heterotrophic nutrition of sprouts and primary photosynthesis already for 10 days for healthy nutrition, and also use this method to obtain new biotypes of sugar beet plant for breeding.

Claims (1)

Способ активации проращивания семян сахарной свеклы, включающий использование светодиодного освещения синего и зеленого света, отличающийся тем, что семена сахарной свеклы обрабатывают 120 минут рабочим раствором водного золя гидротермального нанокремнезема с концентрацией наночастиц 0,001% с последующим посевом и 10-суточным проращиванием при комнатной температуре и увлажнением семян с применением в качестве источников света монохроматического непрерывного освещения светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или зеленого света с длиной волны 525 нм, при генерации фотонов низкой интенсивности в диапазоне 6,52 – 1,44 мкмоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами и получении первичной микрозелени.A method for activating the germination of sugar beet seeds, including the use of LED lighting of blue and green light, characterized in that the sugar beet seeds are treated for 120 minutes with a working solution of an aqueous sol of hydrothermal nanosilica with a nanoparticle concentration of 0.001%, followed by sowing and 10-day germination at room temperature and humidification seeds using as light sources monochromatic continuous illumination with LEDs of blue light with a wavelength of 440 nm or green light with a wavelength of 525 nm, with the generation of low-intensity photons in the range of 6.52 - 1.44 μmol / (m 2 ⋅s) per the level of the substrate with seeds and obtaining primary microgreens.
RU2020133844A 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds RU2746275C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133844A RU2746275C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133844A RU2746275C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746275C1 true RU2746275C1 (en) 2021-04-12

Family

ID=75521093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133844A RU2746275C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746275C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3198211U (en) * 2015-04-10 2015-06-18 昭和電工株式会社 Light source for plant cultivation and light source device 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
RU197454U1 (en) * 2020-01-23 2020-04-28 Александр Олегович Новосельцев Module for growing microgreens from plant seeds
RU2731078C2 (en) * 2014-12-23 2020-08-28 Родиа Операсьон Enhanced plant growth using cationic guars

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731078C2 (en) * 2014-12-23 2020-08-28 Родиа Операсьон Enhanced plant growth using cationic guars
JP3198211U (en) * 2015-04-10 2015-06-18 昭和電工株式会社 Light source for plant cultivation and light source device 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
RU197454U1 (en) * 2020-01-23 2020-04-28 Александр Олегович Новосельцев Module for growing microgreens from plant seeds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vu et al. Influence of short-term irradiation during pre-and post-grafting period on the graft-take ratio and quality of tomato seedlings
CN110495318B (en) Illumination method for regulating and controlling plant reproductive development
CN109673516B (en) Light environment method for full-artificial light planting of bletilla striata
JP2022518259A (en) Light irradiation method that promotes plant growth, plant lamps and their applications
CN106718183B (en) Water culture seedling culture light environment and seedling culture method for lettuce vegetables
RU2734081C1 (en) Method for activation of germinating wheat seeds
RU2737174C1 (en) Method for increasing of germinating ability of winter wheat seeds
CN114521410B (en) Laser seedling raising method and rice cultivation method based on same
Kulchin et al. Plant morphogenesis under different light intensity
RU2740316C1 (en) Method to activate lettuce crops seed sprouting
RU2741085C1 (en) Method of activating rape seed germination
RU2746275C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds
Zhang et al. Rice yield corresponding to the seedling growth under supplemental green light in mixed light-emitting diodes.
RU2742535C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting
RU2745449C1 (en) Method for activating germination of seeds of cereal meadow grass
Rakutko et al. Comparative evaluation of tomato transplant growth parameters under led, fluorescent and high-pressure sodium lamps
RU2746277C1 (en) Method for activating germination of soybean seeds with led monochromatic lighting
RU2741089C1 (en) Method of activating soybean 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
RU2742611C1 (en) Method for activating the germination of rapeseed seeds under monospectral illumination
Heo et al. Supplementary blue and red radiation at sunrise and sunset influences growth of Ageratum, African Marigold, and Salvia plants
RU2715604C1 (en) Method of producing healthier potato minitubers
RU2742614C1 (en) Method for activating germination of seeds of abyssinian nougat with led monochromatic lighting
RU2779421C1 (en) Method for activating the germination of beetroot seeds under led lighting