Влияние имитатора солнечного УФБ-излучения на посевные качества семян и продуктивность хозяйственно-ценных растений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты многолетних лабораторных и полевых исследований действия УФБ-излучения на прорастание, рост и урожайность хозяйственно-ценных растений. Объекты исследований – семена огурца, льна, моркови, пшеницы, гречихи, баклажана, сосны и туи, клубни картофеля, саженцы яблони и черенки винограда. Выполненные исследования доказывают гипотезу о необходимости применения субдоз УФБ-излучения для компенсации недостатка солнечного ультрафиолетового излучения при выращивании растений в теплицах или северных широтах России. Определено место полученных результатов в общем объеме мировых исследований. Описаны конструкции облучателей на основе эксиламп, позволяющие проводить обработку посевного материала как в лабораторных условиях, так и в полевых. На примере четырехлетних полевых исследований, выполненных на пшенице, доказана практическая применимость и перспективность предложенного метода обработки при решении актуальных задач по переходу к высокопродуктивному агрохозяйству.

 

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Эдуард Анатольевич Соснин

ФГБУН «Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0003-4728-8884

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института сильноточной электроники СО РАН, профессор факультета инновационных технологий НИ Томского государственного университета

Россия, Томск; Томск

Виктор Александрович Панарин

ФГБУН «Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0002-3357-0187

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник

Россия, Томск

Виктор Семёнович Скакун

ФГБУН «Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0001-7046-8563

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник

Россия, Томск

Дмитрий Алексеевич Сорокин

ФГБУН «Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0002-6884-2525

кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт сильноточной электроники СО РАН, доцент кафедры физики плазмы, физический факультет Национальный исследовательский

Россия, Томск

Елена Николаевна Сурнина

ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0002-2455-8282

старший преподаватель кафедры с/х биологии Биологического института НИ ТГУ, аспирант

Россия, Томск

Ирина Александровна Викторова

ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный аграрный университет»

Email: photonics@technosphera.ru

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры агрономии и технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции, Томский сельскохозяйственный институт – филиал

Россия, Новосибирск

Людмила Васильевна Лящева

ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Email: photonics@technosphera.ru
ORCID iD: 0000-0002-9266-8707

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры общей биологии Агротехнологического института Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Россия, Тюмень

Список литературы

  1. Oppenländer T., Sosnin E. Mercury-free Vacuum-(VUV) and UV Excilamps: Lamps of the Future? IUVA News. 2005;.7(4.): 14‒18.
  2. Sosnin E. A., Tarasenko V. F. Eksilampy ‒ perspektivnyj instrument fotoniki. Photonics Russia. 2015;1:60–69. Соснин Э. А., Тарасенко В. Ф. Эксилампы ‒ перспективный инструмент фотоники Фотоника.2015;1: 60–69.
  3. Bojchenko A. M., Lomaev M. I., Panchenko A. N., Sosnin E. A., Tarasenko V. F. Ul’trafioletovye i vakuumno-ul’trafioletovye eksilampy: fizika, tekhnika i primeneniya. – Tomsk: STT, 2011. ‒ 512 s. ‒ ISBN 978-5-93629-433-4. Бойченко А. М., Ломаев М. И., Панченко А. Н., Соснин Э. А., Тарасенко В. Ф. Ультрафиолетовые и вакуумно-ультрафиолетовые эксилампы: физика, техника и применения. – Томск: STT, 2011. ‒ 512 с. ‒ ISBN 978-5-93629-433-4.
  4. Avdeev S. M., Orlovskii V. M., Panarin V. A., Pechenitsin D. S., Skakun V. S., Sosnin E. A., Tarasenko V. F. Efficient UV and VUV Radiation Sources – Excilamps and Photoreactors on Their Basis.Russian Physics Journal. 2017;60(8): 1298–1302. Авдеев С. М., Орловский В. М., Панарин В. А., Печеницин Д. С., Скакун В. С., Соснин Э. А., Тарасенко В. Ф. Эффективные источники УФ- и ВУФ-излучения ‒ эксилампы и фотореакторы на их основе. Известия вузов. Физика. 2017;60( 8): 31–35.
  5. Sosnin E. A., Zhdanova O. S. Viricidal and bactericidal exciplex barrier-discharge lamps . Quantum Electron. 2020.;50(10): 984–988. Соснин Э. А., Жданова О. С. Вирулицидные и бактерицидные эксиплексные лампы барьерного разряда.Квантовая электроника. 2020. 50.( 10): 984‒988.
  6. Southam C. M., Ehrlich J. Effects of extracts of western red-cedar heartwood on certain wood-decaying fungi in culture . Phytopathology. 1943;33:517–524.
  7. Ejdus L. H. O mekhanizme nespecificheskoj reakcii kletok na dejstvie povrezhdayushchih agentov i prirode gormezisa.Biofizika. 2005;50(4): 693–703. Эйдус Л. Х. О механизме неспецифической реакции клеток на действие повреждающих агентов и природе гормезиса.Биофизика. 2005;50(4):693–703.
  8. Thomas D., Jos T. T., Puthur T. UV radiation priming: A means of amplifying the inherent potential for abiotic stress tolerance in crop plants .Environmental and Experimental Botany. 2017. Vol. 138. No. 6. P. 57‒66.
  9. De Sousa Araújo S., Paparella S., Dondi D., Bentivoglio A., Carbonera D., Balestrazzi A. Physical Methods for Seed Invigoration: Advantages and Challenges in Seed Technology.Front Plant Sci. 2016;7:646.
  10. Marthandan V., Geetha R., Kumutha K., Renganathan V. G., Karthikeyan A., Ramalingam J. Seed Priming: A Feasible Strategy to Enhance Drought Tolerance in Crop Plants.Int. J. Mol. Sci. 2020;21(21):8258.
  11. Bera K., Dutta P., Sadhukhan S. Seed priming with non-ionizing physical agents: plant responses and underlying physiological mechanisms .Plant Cell Rep. 2022;41(1):53‒73.
  12. Sosnin E. A. Capacitive discharge excilamps operational experience in various pilot processes .Digest of the VI International Conference «Atomic and Molecular Pulsed Lasers», Tomsk (15.09.03–19.09.03), 2003;F-7:83.
  13. Caldwell M. M. The changing solar ultraviolet climate and the ecological consequences for higher plants / M. M. Caldwell, A. H. Teramura, M. Tevini . Trends in Ecology & Evolution. 1989.; 4.:363‒367.
  14. Staehelin J., Harris N. R. P., Appenzeller C., Eberhard J. Ozone trends: a review. Rev. Geophys. 2001.;39(2):231–290.
  15. McKenzie R.L., Björn L. O. Bais A. F., Ilyas M. Сhanges in biologically active ultraviolet radiation reaching the Earth’s surface .Photochem. Photobiol. Sci. 2003.; 2: 5–15.
  16. DeLucia E.H., Day T. A., Vogelmann T. C. Ultraviolet-B and visible light penetration into needles of two species of subalpine conifers during foliar development .Plant, Cell and Environment. 1992.;15:921‒929.
  17. Bender O. G., Petrova E. A., Zotikova A. P., Sosnin E. A., Avdeev S. M. Vliyanie ul’trafioleta na soderzhanie fotosinteticheskih pigmentov v semyadol’nyh list’yah hvojnyh porod. Vestnik TGU. 2006;67(2): 15–24. Бендер О. Г., Петрова Е. А., Зотикова А. П., Соснин Э. А., Авдеев С. М. Влияние ультрафиолета на содержание фотосинтетических пигментов в семядольных листьях хвойных пород. Вестник ТГУ. 2006;67(2): 15–24.
  18. Viktorova I. A., Sosnin E. A. Vliyanie ul’trafioletovogo oblucheniya eksilampoj na urozhajnost’ ogurca v zashchishchennom grunte. Konyaevskie chteniya: sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. – Ekaterinburg: UrGAU, 2014. 468 p. (p. 239–242). Викторова И. А., Соснин Э. А. Влияние ультрафиолетового облучения эксилампой на урожайность огурца в защищенном грунте. Коняевские чтения: сборник статей Международной научно-практической конференции. – Екатеринбург: УрГАУ, 2014. 468 с. (C. 239–242).
  19. Sosnin E. A., Chudinova Y. V., Victorova I. A., Volotko I. I. Application of excilamps in agriculture and animal breeding (review).Proc. SPIE (XII International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers). – December 15, 2015. – Vol. 9810. – 98101K.
  20. Sosnin E. A., Gol’cova P. A., Panarin V. A., Pechenicin D. S., Skakun V. S., Tarasenko V. F. Perspektivy primeneniya XeCl-eksilamp v sel’skom hozyajstve. Innovacii v sel’skom hozyajstve. 2017; 3(24):8–17. Соснин Э. А., Гольцова П. А., Панарин В. А., Печеницин Д. С., Скакун В. С., Тарасенко В. Ф. Перспективы применения XeCl-эксиламп в сельском хозяйстве. Инновации в сельском хозяйстве. 2017; 3(24): 8–17.
  21. Sosnin E. A., Gorbunkov V. I., Goltsova P. A., Voronkova N. A., Victorova I. A., Panarin V. A., Pechenitsin D. S., Skakun V. S., Tarasenko V. F., Chudinova Yu. V. Presowing XeCl excilamp irradiation of crops: field research and prospects .Proc. SPIE (XIII International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers). ‒ 16 April 2018;10614:106141N.
  22. Sosnin E. A., Lipatov E. I., Skakun V. S., Burenina A. A., Astafurova T. P., Surnina E. N. Dejstvie UFB-izlucheniya XeCl-eksilampy na morfogenez i strukturu urozhaya pshenicy (Triticum aestivum L.) .Prikladnaya fizika. 2020; 2:98‒104. Соснин Э. А., Липатов Е. И., Скакун В. С., Буренина А. А., Астафурова Т. П., Сурнина Е. Н. Действие УФБ-излучения XeCl-эксилампы на морфогенез и структуру урожая пшеницы (Triticum aestivum L.) .Прикладная физика. 2020; 2:98‒104.
  23. CHerneta V. C., Viktorova I. A., Sosnin E. A. Predposevnaya stimulyaciya semyan baklazhana uzkopolosnym ufb-izlucheniem. Innovatika-2020: sb. materialov XVI Mezhdunarodnoj shkoly-konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh (23–25 aprelya 2020 g.) / pod red. A. N. Soldatova, S. L. Min’kova. – Tomsk: STT, 2020. – 500 pp, p 157‒159. Чернета В. C., Викторова И. А., Соснин Э. А. Предпосевная стимуляция семян баклажана узкополосным уфб-излучением. Инноватика-2020: сб. материалов XVI Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (23–25 апреля 2020 г.) / под ред. А. Н. Солдатова, С. Л. Минькова. – Томск: STT, 2020. – 500 с., С. 157‒159.
  24. Sosnin E. A., Astaphyrova T. P., Burenina A. A., Surnina E. N., Butenkova A. N., Fadeeva Y. Y., Panarin V. A. Pre-sowing stimulation of wheat with UVB radiation of XeCl-excilamp. 2020 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE). ‒ Tomsk, Russia, 2020. ‒ P. 600‒603.
  25. Sosnin E. A., Cherneta V. S., Victorova I. A., Skakun V. S., Panarin V. A., Butenkova A. N. A new data on presowing stimulation of plant seeds by UVB radiation.Proc. SPIE (XV International Conference on Pulsed Lasers and Laser Applications). ‒ 2 December 2021;12086:120861I.
  26. Bayanov E. O., Fadeeva YU. YU., Lyashcheva L. V., Sosnin E. A. Vliyanie doz oblucheniya XeCl-eksilampy na diametr stvola sazhencev yabloni «Ural’skoe nalivnoe».Innovatika-2021: sb. materialov XVIII Mezhdunarodnoj shkoly-konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh (21–22 aprelya 2022 g.) / pod red. A. N. Soldatova. – Tomsk: STT, 2022. – 500pp., p. 126‒129. Баянов Е. О., Фадеева Ю. Ю., Лящева Л. В., Соснин Э. А. Влияние доз облучения XeCl-эксилампы на диаметр ствола саженцев яблони «Уральское наливное». Инноватика-2021: сб. материалов XVIII Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (21–22 апреля 2022 г.) / под ред. А. Н. Солдатова. – Томск: STT, 2022. – 500 с., С. 126‒129.
  27. Lyashcheva L. V., Sosnin E. A., Lyashchev A. A., Bayanov E. O., Fadeeva YU. YU. Perspektivy primeneniya ul’trafioletovogo izlucheniya XeCl-eksilampy dlya proizvodstva kornesobstvennogo posadochnogo materiala stolovogo vinograda. Izvestiya orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2022; 4(96): 179‒183. Лящева Л. В., Соснин Э. А., Лящев А. А., Баянов Е. О., Фадеева Ю. Ю. Перспективы применения ультрафиолетового излучения XeCl-эксилампы для производства корнесобственного посадочного материала столового винограда. Известия оренбургского государственного аграрного университета. 2022; 4(96): 179‒183.
  28. Burachenko A. G., Sosnin E. A., Viktorova I. A., CHudinova YU. V., Lyashcheva L. V. Predposevnaya stimulyaciya kartofelya UFB-izlucheniem XeCl-eksilamp.Proc. of 8th Int. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects / Edited by D. Sorokin and A. Grishkov. – Tomsk: TPU Publishing House, 2022. 1520 p., P. 1198‒1202. ISBN 978-5-4387-1112-4. Бураченко A. Г., Соснин Э. А., Викторова И. А., Чудинова Ю. В., Лящева Л. В. Предпосевная стимуляция картофеля УФБ-излучением XeCl-эксиламп // Proc. of 8th Int. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects / Edited by D. Sorokin and A. Grishkov. – Tomsk: TPU Publishing House, 2022. 1520 p., P. 1198‒1202. ISBN 978-5-4387-1112-4.
  29. Thomas D. T., Puthur J. T. Amplification of abiotic stress tolerance potential in rice seedlings with a low dose of UV-B seed priming. Funct. Plant. Biol. 2019; 46(5): 455‒466.
  30. Yao Y., Xuan Z., He Y., Lutts S., Korpelainen H., Li C. Principal component analysis of intraspecific responses of tartary buckwheat to UV-B radiation under field conditions. Environ. Exp. Bot. 2007;61: 237–245.
  31. Yao Y., Xuan Z., Li Y., He Y., Korpelainen H. and Li C. Effects of Ultraviolet-B Radiation on Crop Growth, Development, Yield and Leaf Pigment Concentration of Tartary Buckwheat (Fagopyrum tataricum) under Field Conditions . European Journal of Agronomy. 2006; 25: 215–222.
  32. Surnina E. N., Burenina A. A., Astafurova T. P., Mihajlova S. I., Sosnin E. A., Pak T. S., Panarin V. A. Vliyanie subdoz UF-B izlucheniya na produktivnost’ yarovoj pshenicy (Triticum aestivum L.).Himiya vysokih energij. 2023;57( 3): 1‒5. Сурнина Е. Н., Буренина А. А., Астафурова Т. П., Михайлова С. И., Соснин Э. А., Пак Т. С., Панарин В. А. Влияние субдоз УФ-Б излучения на продуктивность яровой пшеницы (Triticum aestivum L.).Химия высоких энергий. 2023;57( 3): 1‒5.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектр излучения эксилампы барьерного разряда на молекулах XeCl* (сплошная линия) и край солнечного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли (пунктирная линия, восстановлено по [15])

Скачать (79KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Модели облучательных установок, использованных в фотобиологических экспериментах (пояснения в тексте): 1 ‒ эксилампа; 2 ‒корпус; 3 ‒ отражатель; 4 ‒ шнек; 5 ‒ воронка; 6 ‒ пылезащитный металлический чехол; 7 ‒ пылезащитное кварцевое окно

Скачать (122KB)
Метаданные

© Соснин Э.А., Панарин В.А., Скакун В.С., Сорокин Д.А., Сурнина Е.Н., Викторова И.А., Лящева Л.В., 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах