Исследование эффективности различных видов физического воздействия на биологические параметры некоторых растений



Повышение урожайности и снижение себестоимости зерновых культур при одновременном улучшении качества зерна важная задача, успешное решение которой возможно лишь при широком внедрении передовых технологий. Современное производство продуктов растениеводства существенным образом зависит от количества и качества различных химикатов, напрямую или опосредованно влияющих на размер урожая и его качество. Уменьшение количества использования различных химических средств в получении продуктов полеводства и растениеводства является важной задачей современной агрофизической науки [1].

Однако решение этой задачи связано не только с эффективным использованием существующих методов обработки почвы, уборки урожая и подготовки семян к посеву, но и с разработкой эффективных электротехнологических приемов предпосевной обработки семян. В первую очередь необходимы такие средства воздействия, которые могут активизировать прорастание семян и усилить жизнедеятельность зародыша на начальном этапе его развития.

Известно, что все растения обладают значительными потенциальными возможностями, которые в обычных условиях растениями не раскрываются. Это обуславливает достаточный «запас прочности» растений для выживания в неблагоприятных погодно-климатических условиях. Для культурного возделывания различных культур такой запас не нужен, а вот задача раскрытия всех потенциальных возможностей растений становится весьма актуальной [2].

Установившееся в последнее время тенденция поиска альтернативных путей экологизации сельскохозяйственного производства призывает к изысканию новых способов предпосевной обработки посевного материала с целью повышения устойчивости растений к вредным факторам и стабильного получения высококачественной продукции.

В настоящее время существует множество способов предпосевной обработки. К ним относятся замачивание, промораживание, дражирование, стратификацию, скарификацию, протравливание и другие. Также применяются электрофизические способы, такие как обработка зерна оптическим, магнитным, и электромагнитным облучениями.

Нами изучалось результативность воздействия электризации почвы и облучения семян сантиметровыми волнами мощностью в единицы милливатт. В качестве объектов исследования были выбраны семена моркови производство ООО «Агрофирма АЭЛИТА», редиса сорта «Изабель» и пшеницы сорта «Омская 18».

Для выяснения стимулирующего действия электромагнитного поля проведены эксперименты по увеличению всхожести пшеницы сорта «Омская 18», моркови производство ООО «Агрофирма АЭЛИТА», редиса сорта «Изабель». Для экспериментов были отобраны семена пшеницы крестьянского хозяйства в поселке имени Чехова Сарыкольского района Костанайской области (Казахстан). Возраст семян — не более года.

Перед началом экспериментов была обработана земля, подготовлены 3 грядки. В соответствии с целью исследования работа проводилась по следующим направлениям:

− экспериментальное исследование влияния электромагнитного излучения на объекты исследования;

− экспериментальное исследование влияния почвенных токов на объекты исследования.

Оценку влияния воздействия почвенных токов и влияние электромагнитного излучения на исследуемые объекты проводили по результатам всхожести, длины стебля, длины плода, и итогового сбора урожая.

Для опытов были отобраны по 3 партий семян моркови, редиса и пшеницы, причем отбор осуществлялся «подряд», то есть выбирались семена находящиеся на краю кучи и никакой селекции лучших или худших семян не производилось. Одна из партий выполняла роль контроля, вторая была подвергнута воздействию высокочастотной электромагнитной энергии низкой интенсивности, а третья партия высаживалась в почву, которая подверглась воздействию почвенных токов. Облучение электромагнитным полем носит резонансную форму и зависит от дозы. Время облучения электромагнитным полем второй партии семян было 7 минут. Данная доза облучения электромагнитным полем была определена опытным путем, как наиболее оптимальная. Ранее нами было установлено, что образец, подвергнутый воздействию такой дозы, имеет максимальную продуктивность.

По результатам эксперимента было выявлено, что всхожесть и кучность у двух экспериментальных групп была выше, чем у контрольной (рис. 1).

Рис. 1. Группы расположены в следующем порядке (слева направо), эксперименты по влиянию почвенных токов, эксперименты по стимулированию семян электромагнитным излучением, контрольная группа, выращиваемая в обычных условиях

Результаты показали, что оба вида стимулирования увеличивают всхожесть растений. Отобранные случайным образом на десятый день эксперимента растения пшеницы и редиса показали, что помимо этого увеличивается и рост растений (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость роста растений от метода стимуляций. (Сверху — ростки под влиянием почвенных токов, ниже– ростки, семена которых были стимулированы электромагнитным излучением, и контрольные ростки.)

Таблица 1

Результаты экспериментального исследования всхожести:

Объект исследования	Всего посеяно	Взошло, шт. (из 100 шт.)			Всхожесть в%			Всхожесть по отношению кконтролю в%
		Контрольная группа	Облученные семена	Под влиянием почвенных токов	Контрольная группа	Облученные семена	Под влиянием почвенных токов	Облученные семена	Под влиянием почвенных токов
Пшеница	100	84	96	89	84	96	89	114,3	105,9
Редис	100	87	97	91	87	97	91	111,5	104,6
Морковь	100	30	37	25	30	37	25	123,3	83,3

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что всхожесть пшеницы и редиса, выращенных в экспериментальных группах, значительно отличаются от растений, выращенных в контрольной группе.

Таблица 2

Сравнительный анализ длины ростков, пшеницы, редиса на 10 день иморкови на 25 день:

Длина ростков пшеницы иредиса на 10 день иморкови на 25 день, вмм				Длина ростков по отношению кконтролю в%
Объект исследования	Контрольная группа	Облученные семена	Под влиянием почвенных токов	Облученные семена	Под влиянием почвенных токов
Пшеница	235	309	299	131,5	127
Редис	116	159	155	137,1	133,6
Морковь	147	180	176	122,4	119,7

Что касается моркови, то тут виден разный результат, всхожесть при облучении семян электромагнитным полем выше чем контроль на 23,3 %, однако всхожесть моркови, которая подвергалась почвенным токам, оказалась ниже чем в контрольной группе на 16,7 %

Как видно из таблицы 2, длина ростков у исследуемых объектов больше чем у контроля. Наибольшая разница наблюдается у редиса, семена которого были подвержены влиянию электромагнитного излучения, росток исследуемого редиса больше контрольного на 37,1 %.

Таблица 3

Сравнительный анализ длины колоса, количества зерен водном колосе имассы всех зерен пшеницы показал следующие результаты:

	Длина колоса вмм		Количество зерен вколосе, шт.		Масса всех зерен, г		Длина колоса		Количество зерен вколосе			Масса всех зерен
							По отношению кконтрольной группе,%
	Min.	Max.	Min.	Max.	Min.	Max	Min.	Max.		Min.	Max.	Min.	Max
Контр. группа	48	103	14	28	0,51	0,97	-	-		-	-	-	-
Облученные семена	72	132	24	39	0,87	1,5	150	128,2		171,4	139,3	170,6	154
Под влиянием почвенных токов	53	96	16	32	0,56	1,17	110,4	93,2		114,3	114,3	109,8	121

По результатам эксперимента можно сделать вывод, что минимальная и максимальная длина колоса пшеницы в контрольной группе меньше, чем в исследуемых. А также количество зерен и масса всех зерен в исследуемых группах выше по отношению к контрольной.

Таблица 4

Сравнительный анализ длины корнеплода имассы всего урожая моркови:

	Длина корнеплода, мм			Масса всего урожая, кг	Длина корнеплода			Масса всего урожая
	Min.	Max.	Средняя		Min	Max	Средняя
					По отношению кконтрольной группе,%
Контрольная группа	55	195	112	0,98	-	-	-	-
Облученные семена	65	212	126	1,58	118,2	108,7	112,5	161,2
Под влиянием почвенных токов	65	183	113	0,88	118,2	93,8	101	89,8

По данным, полученным в результате экспериментального исследования моркови, видно, что средняя длина корнеплода больше в исследуемых группах, тогда как масса всего урожая в группе, которая находилась под влиянием почвенных токов, составляет всего 89,8 % от массы контрольной группы. Объяснение этого требует дальнейших исследований.

Таблица 5

Сравнительный анализ средней массы одного редиса, средней длины плода со стеблем имассы всего урожая редиса:

	Средняя масса одного редиса, г.	Средняя длина плода со стеблем, мм	Масса всего урожая, кг	Средняя масса одного редиса	Средняя длина плода со стеблем	Масса всего урожая
				По отношению кконтрольной группе,%
Контрольная группа	20	370	1,74	-	-	-
Облученные семена	29	445	2,8	145	120,2	160,9
Под влиянием почвенных токов	22	430	2	110	116,2	114,9

По данным экспериментального исследования редиса можно увидеть, что такие показатели, как средняя масса одного редиса, средняя длина плода со стеблем и масса всего урожая в экспериментальных группах выше, чем в контрольной.

Таким образом, выполненные эксперименты по стимулированию растений указанными способами показали, что они имеют перспективу в использовании. Однако эти эксперименты только прикидочные. Требуется исследование влияния интенсивностей воздействий и их оптимизация, требует дальнейшего исследования и синергетический эффект различных видов стимуляций.

Литература:

1. Поезжалов В. М. Взаимосвязь физики и техники как решающий фактор инновационного развития (статья). Агроинженерная наука — сельскохозяйственному производству. Сборник докладов международной научно –практической конференции. НИИМЭСХ, Костанай, 2012, с. 176–179.
2. Поезжалов В. М. Физические воздействия как способ стимулирования роста и продуктивности пшеницы (статья). Материалы международной научно-практической конференции «Байтурсыновские чтения», Костанай, 2012. С. 229–232.