Влияние лазерного излучения на семена ячменя сорта Родник Прикамья

Лазерное облучение является перспективным направлением в предпосевной подготовке семян сельскохозяйственных растений. Это энергоэффективный и экологически безопасный технологический прием, который способствует повышению всхожести, снижению зараженности семян, увеличению силы роста растений. В статье описаны результаты эксперимента по проращиванию семян ячменя после их лазерного облучения с длиной волны 637 нм («красная» область видимого спектра) и 360 нм (ультрафиолетовая область) разными по длительности периодами: 10, 20, 30 с при плотности мощности луча 6 Дж/см². На 20-й день получено максимальное содержание пигментов у проростков ячменя при воздействии УФ на семена в течение 30 с и красным лазером в течение 20 с. Показано положительное влияние УФ-облучения в течение 10 с и красного света в течение 20 с на показатели роста растений ячменя. Отмечено, что УФ-лазерная предпосевная обработка семян ячменя приводит к увеличению массы растений на 40-й день. Значения массы надземной части и корневой системы, превышающие контроль, зафиксированы у растений, выросших из семян, облученных УФ в течение 10 с (превышение контрольного варианта на 26,8% для наземной части, на 42,4% – для корневой системы). В зернах, полученных из растений, семена которых подвергались облучению УФ в течение 10 с и облучению красным лазером в течение 20 и 30 с, обнаружено статистически достоверное увеличение содержания азота. В зернах, полученных из растений, семена которых подвергались облучению красным лазером в течение 20 с, обнаружено статистически достоверное увеличение содержания фосфора.

1. Нелюбина Ж.С., Касаткина Н.И. Влияние ультрафиолетового облучения семян многолетних трав на их посевные качества // Аграрная наука. 2021. № 352 (9). С. 97-100. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2021-352-9-97-100

2. Кондратьева Н.П., Сторчевой В.Ф., Большин Р.Г. Применение ультрафиолета для предпосевной обработкой семян // Агроинженерия. 2024. Т. 26, № 5. С. 59-65. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2024-5-59-65

3. Каримтаева Т., Оразбай А., Ишмуратова М.Ю. Оценка биомассы проростков зерновых культур после обработки лазером // Актуальные проблемы современности. 2020. № 4 (30). С. 162-167. EDN: NOHABV

4. Левина Н.С., Тертышная Ю.В., Бидей И.А., Елизарова О.В. Влияние ультрафиолетового излучения на посевные качества и вегетацию яровой пшеницы и ярового ячменя // АПК России. 2019. Т. 26, № 3. С. 344-350. EDN: ZHKPDJ

5. Крылов О.Н., Киселев М.М., Решетников А.Е., Абашева О.Ю. Предпосевная оптическая обработка семян зерновых культур на примере озимой ржи «Фаленская 4» // Хранение и переработка сельхозсырья. 2023. № 2. С. 214-230. https://doi.org/10.36107/spfp.2023.439

6. Samiya M.S., Aftab S., Younus A. Effect of Low Power Laser Irradiation on bio-physical Properties of Wheat Seeds. Information Processingin Agriculture. 2020;7(3):456-465. https:// doi.org/10.1016/j.inpa.2019.12.003

7. Tang Z., Yu J., Xie J., Lyu J. et al. Physiological and Growth Response of Pepper (Capsicum annum L.) Seedlings to Supplementary Red/Blue Light Revealed through Transcriptomic Analysis. Agronomy. 2019;9:139. https://doi.org/10.3390/agronomy9030139

8. Hasan M., Hanafiah M.M., AeyadTaha Z., AlHilfy I.H. et al. Laser Irradiation Effects at Different Wavelengths on Phenology and Yield Components of Pretreated Maize Seed. Applied Sciences. 2020;10:1189. https://doi.org/10.3390/app10031189

9. Рогожин Ю.В., Рогожин В.В. Технология предпосевного УФ-облучения зерен пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013. № 6. С. 9-14. EDN: QBUVUV

10. Тертышная Ю.В., Левина Н.С., Елизарова О.В. Воздействие ультрафиолетового излучения на всхожесть и ростовые процессы семян пшеницы // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 2. С. 31-36. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-2-31-36

11. Mahmood S., Afzal B., Perveen S., Wahid A. et al. He-Ne Laser Seed Treatment Improves the Nutraceutical Metabolic Pool of Sunflowers and Provides Better Tolerance Against Water Deficit. Front. Plant Sci. 2021;12:579429. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.579429

12. Romero-Galindo R. Biophysical Methods Used to Generate Tolerance to Drought Stress in Seeds and Plants: a Review. International Agrophysics. 2022;35(4):389-410. https://doi.org/10.31545/intagr/144951

13. Нижарадзе Т.С., Кирсанов Р.Г. Влияние предпосевной обработки семян на водный режим и устойчивость к септориозу твердой яровой пшеницы в лесостепи Самарской области // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 3 (83). С. 62-65. EDN: RYMBVC

14. Klimek-Kopyra A., Dłużniewska J., Ślizowska A., Dobrowolski J.W. Impact of Coherent Laser Irradiation on Germination and Mycoflora of Soybean Seeds-Innovative and Prospective Seed Quality Management. Agriculture. 2020;10:314. https://doi.org/10.3390/agriculture10080314

15. Подвигина О.А., Стогниенко О.И., Стогниенко Е.С. Влияние лазерного облучения на посевные качества и инфицированность семян сахарной свеклы // Аграрная наука. 2019. № 2. С. 62-64. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2019-326-2-62-64

16. Подвигина О.А., Путилина Л.Н., Лазутина Н.А. Влияние лазерного облучения семян сахарной свеклы на продуктивность, технологическое качество и сохранность корнеплодов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2022. № 3. С. 26-39. https://doi.org/10.36107/spfp.2022.335

17. Смуров С.И., Наумкин В.Н., Ермолаев С.Н. Урожайность и качество зерна ярового ячменя в зависимости от различных предшественников и фонов минерального питания // Вестник аграрной науки. 2020. № 2 (83). С. 36-44. https://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2020.2.36

18. Дудин Г.П., Жилин Н.А., Гребнева С.С. Стимулирующий эффект лазерного красного света, дальнего красного света и карбоната натрия на первоначальных этапах онтогенеза ячменя // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2014. № 4. С. 122-128. EDN: TFLABD

19. Лисина Т.Н., Щербинина К.Э., Дубасова Ю.А, Бессонова Л.В. Влияние лазерной обработки (637 нм) семян ячменя сорта Родник Прикамья на всхожесть и содержание фотосинтетических пигментов // Пермский аграрный вестник. 2024. № 3 (47). С. 29-36. https://doi.10.47737/2307-2873_2024_47_29

20. Зайцева И.Ю., Панихина Л.В., Щенникова И.Н., Жилин Н.А. Селекционная ценность мутантных форм ярового ячменя в условиях Волго-Вятского региона // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2024. № 1 (3). С. 49-62. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2024-3-49-62

21. Каримтай Т., Ишмуратова М.Ю., Тлеукенова С.У., Ауельбекова А.К. Влияние лазерного облучения на всхожесть семян и морфологию проростков ячменя // Актуальные проблемы современности. 2018. № 19. С. 203-208. EDN: ORXXBV

22. Рустамбекова А., Сафаралихонов А.Б., Акназаров О.А. Влияние предпосевной обработки семян УФ-лучами и низкими температурами на рост и продуктивность растений ячменя // Известия академии наук Республики Таджикистан. Отделение биологических и медицинских наук. 2019. № 3 (206). С. 27-32. EDN: OSNLTH

23. Romero-Galindo R., Hernández-Aguilar C., Dominguez-Pacheco A., Godina-Nava J.J. et al. Biophysical Methods Used to Generate Tolerance to Drought Stress in Seeds and Plants: a review. Int. Agrophys. 2021;35:38-410. https://doi.org/10.31545/intagr/144951

24. Кондратьева Н.П., Романов В.Ю., Чефранова М.Н., Нуреева Т.В. и др. Перпективы использования электротехнологии для повышения посевных качеств семян УФ-излучением // Известия Международной академии аграрного образования. 2015. № 24. С. 10-13. EDN: UKIHVN

25. Дудин Г.П., Лысиков В.Н. Индуцированный мутагенез и использование его в селекции растений: Монография. Киров: Вятская ГСХА, 2009. 207 с. EDN: QLAQTH

26. Бурдышева О.В., Шолгин Е.С., Илюшин С.А., Ременникова М.В. и др. Разработка макета оптической установки комплексного действия обработки семян сельскохозяйственных культур // Фотон-экспресс. 2023. № 6. С. 31-32. https://doi.10.24412/2308-6920-2023-6-31-32

27. Wintermans J.E.G., De Mots A. Spectrophotometric Characteristics of Chlorophyll a and b and Their Phaeophytins in Ethanol. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biophysics including Photosynthesis. 1965;109:448-453. http://dx.doi.org/10.1016/0926-6585(65)90170-6

28. Минеев В.Г., Сычев В.Г., Амельянчик О.А., Болышева Т.Н. и др. Практикум по агрохимии: Учебное пособие. Москва: Издательство МГУ, 2001. 689 с. EDN: SDGGCT