Способ повышения всхожести семян озимой пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ повышения всхожести семян озимой пшеницы с использованием освещения в области красного света, согласно которому сразу после посева семян на подложку в течение последующих 7 дней проращивания воздействуют светодиодами дальнего красного света с длиной волны 730 нм в режиме интенсивности фотонов 2 мкмоль⋅м^-2⋅с^-1 на уровне подложки. Изобретение обеспечивает повышение всхожести семян пшеницы в растениеводстве. 1 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноводству может найти применение при повышении всхожести семян растений в растениеводстве, в селекции, и расширении области применения в технологиях получения пророщенной пшеницы для диетического питания и лечения

Известна технология применения светодиодных источников света в светокультуре растений в теплицах и оранжереях, которая даёт возможность длительного постоянного облучения комбинированным светом с включением в световой поток полихромного освещения красного (СД КС), синего (СД СС) и зеленого (СД ЗС) светов (Курьянова И.В., Олонина С.И.»Оценка влияния различных спектров светодиодного светильника на рост и развитие овощных культур» Вестник НГИЭИ, 2017.№7(74) с.35-44).

Такие источники света предлагаются многими производителями как фитолампы. Как правило, искусственное освещение для различных видов растений в теплицах исследуется только с точки зрения возможности повышения фотосинтеза на разных стадиях вегетативного и генеративного развития при вегетации конкретных растений в условиях защищенного грунта.

Государственные стандарты распространяются только на стадии проращивания семян разных растений и включают в себя, как правило, условия для проращивания разных семян в темноте (и только в некоторых случаях при естественном освещении) с учетом факторов температуры и времени для оценки энергии проращивания и всхожести семян в условиях лаборатории (ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М.Стандартинформ, 2011). Данный нормативный документ рекомендует определять всхожесть семян мягкой и твердой пшеницы в темноте на 7 и 8 сутки после посева при комнатной температуре (20° С).

Стандартов для проращивания семян при искусственном освещении на данный момент не существуют. Для каждого растения конкретно исследуются вопросы влияния искусственного освещения в различных его составляющих по спектрам электромагнитного излучения, интенсивности и времени воздействия на разных этапах вегетации и фотосинтеза при разработке элементов технологий для защищенного грунта (патент № 2601055,опубликован 27.10.2014 Бюл.№30. МПК А01С1/00, А01С1/02).

В последние несколько десятилетий активно в практику сельскохозяйственной науки и биотехнологии входят агробиотехносистемы различных конструкций и модификаций, предназначенные для исследования процессов выращивания растений в контролируемых условиях проведения эксперимента. В России эти технические системы наиболее известны подтермином 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., О.С. Яковлева, А.И. Знаменский, И.Г. Тараканов, С.Г. Радченко, С.Н. Лапач. 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 агробиотехнотехносистемах. Сборник научных трудов. Выпуск 1/ под редакцией проф. В.Н.Зеленкова – М.: Техносфера, 2018. - 208с. 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 агробиотехнотехносистемах. Сборник научных трудов. Выпуск 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.

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 решение вопросов интенсификации роста растений салатной культуры только в фазе в фазе технической зрелости.

Известно, что влияние света на этапе прорастания семян мало связано с интенсивностью фотосинтеза, т.к. фотосинтетический аппарат – листья растений, еще не сформированы.

Известно техническое решение, в котором растения картофеля in vitro облучают светодиодными источниками разного света ( красного, синего, зеленого, белого) с различной интенсивностью в нанометрах. (Ю.Ц.Мартиросян, Л.Ю.Мартиросян, А.А. Кособрюхов. Динамика фотосинтетических процессов в условиях переменного спектрального облучения растений. Сельскохозяйственная биология, 2016, том 51, №5, с.680-687).

Однако в известном решении не выявлены четкие зависимости по росту и развитию растений и обозначены параметры одной изучаемой культуры при чередовании темноты и облучения разных цветов для листьев картофеля в условиях фотосинтеза вегетации культуры.

Наиболее 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-прототипа 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.).

В известном способе-прототипе авторы применяют не уточненные – спектры синего и красного освещения без оценки влияния различных его участков и высокую энергетическую составляющую 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 как лекарственных, так и других сельскохозяйственных культур широкого применения в народном хозяйстве и имеющих высокую всхожесть семян. Это не позволяет применить приведенные данные авторов, например для зерновых культур, в частности для пшеницы.

Технический результат - расширение возможностей использования светодиодного освещения в варианте монохроматического спектра дальней области красного света, определение параметров длины волны и излучения для повышения всхожести семян пшеницы и повышения качества ее проростков, а именно высоты и продуктивности

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от прототипа, семена озимой пшеницы сразу после посева проращивают в стандартных условиях по температуре и увлажнении семян в моноспектральном узкополосном освещении светодиодами дальнего красного света (СД ДКС) с длиной волны 730 нм и излучении с низкой интенсивностью пучка фотонов в 2 мкмоль м^-2 с^-1 на уровне подложки с семенами в течение 7 дней проращивания.

Способ осуществляют следующим образом

Пример. Для экспериментальной проверки способа в качестве зерновой культуры использовали озимый сорт пшеницы Немчиновская 24 (оригинатор сорта ФИЦ «Немчиновка»). 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 100 шт, повторность трехкратная. Масса 100 семян пшеницы Немчиновская 24, использованных для посева, составляла 4.6 г. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. В качестве контроля использовали проращивание семян пшеницы в темноте в соответствии с ГОСТ 12038-84, а опытные варианты с дополнением узкополостных спектров излучения с одинаковой интенсивностью фотонов в 2 мкмоль м^-2 с^-1. Для этого использовали светодиодный источник дальнего красного света (СД ДКС) света длиной волны 730 нм в режиме низкой интенсивности генерируемого потока фотонов в 2 мкмоль м^-2 с^-1 на уровне подложки с семенами.

На 7-й день определяли всхожесть семян в опытном и контрольном вариантах и измеряли высоту проростков и массу 100 проростков в 3-х повторностях. Определяли среднее арифметическое по всхожести и измеренным метрическим показателям высоты и массы образцов.

Результаты испытаний вариантов реализации способа приведены в таблице.

Всхожесть семян озимой пшеницы, сила проращивания и высота ростков (сорт Немчиновская 24)

на 7-е сутки в опытах и контроле

Вариант опыта	Всхожесть на 7 – е сутки (%)	Высота ростка, см	Масса 100 ростков, г
Проращивание семян в темноте - контроль	89	10,4	6,41
Проращивание семян при полном освещении СД ДКС 730 нм при интенсивности генерируемых фотонов 2 мкмоль м-2с-1	98	12,4	6,54

Полученные данные позволяют заключить, что проведение проращивания семян пшеницы озимой сорт Немчиновская 24 в варианте низкоэнергетического монохроматического освещения светодиодами дальнего красного света с длиной волны 730 нм, позволяет повысить всхожесть до 98 % (увеличение на 9,0 %), увеличить высоту ростков на 19,0 % и массу ростков (продуктивность растений) при проращивании на 2,0 %, что может найти применение в селекционных работах, по отбору высокопродуктивных форм отзывчивых на облучение, а также сортовые разлисия в практическом семеноводстве и в технологиях получения пророщенных семян растений для здорового питания.

Способ повышения всхожести семян озимой пшеницы с использованием освещения в области красного света, отличающийся тем, что сразу после посева семян на подложку в течение последующих 7 дней проращивания воздействуют светодиодами дальнего красного света с длиной волны 730 нм в режиме интенсивности фотонов 2 мкмоль⋅м^-2⋅с^-1 на уровне подложки.