Предпосевная стимуляция семян зерновых культур в электрическом поле высокого напряжения

Актуальность. Стратегической целью ведения современного сельского хозяйства является жизненно важная необходимость повысить урожайность сельскохозяйственных культур, сохранив при этом его качество, минимизировав совокупные затраты энергии на возделывание и сведя на нет отрицательное влияние на окружающую среду. Осуществить эти задачи вполне возможно, если иметь здоровые семена, характеризующиеся, в первую очередь, улучшенными посевными качествами.

Объект. Для реализации обозначенных подходов сегодня можно использовать подготовку семян к посеву, используя для этого разнообразные электрофизические воздействия, в том числе и обработку семенного материала в электрическом поле высокого напряжения.

Материалы и методы. Исследования осуществлены в Проблемной научно-исследовательской лаборатории «Биоэнергетические исследования и эффективные электротехнологии» Волгоградского ГАУ, а также на базе опытного поля ФНАЦ «Агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН» и крестьянского хозяйства Н. Н. Олейникова.

Результаты и выводы. Целью представленной статьи является анализ полученных результатов по изучению процесса обработки семян зерновых культур перед посевом в электрическом поле постоянного (ЭППВН) и переменного высокого напряжения (ЭППрВН), а также электрическом поле импульсных высоковольтных разрядов (ЭПИВН). Для исследований была собрана универсальная экспериментальная установка, которая могла трансформироваться под изменение режимов обработки для обработки семян в электрических полях всех обозначенных видов. По результатам экспериментов прослеживалась явная зависимость скорости и дружности прорастания семян озимого тритикале, озимого ячменя от воздействий электрической природы на них. Эффективность воздействий и их режимов проявляется также и при защите растений от разнообразных вредителей, так против хлебных блошек и меромизы – это обработка в ЭППрВН длительностью 120 с.; против шведской мухи – ЭППрВН длительностью 60 с.; против пшеничного трипса – ЭПИВН длительностью 60 с. Использование предпосевной обработки семян озимого ячменя в ЭПИВН позволило получить повышение массы 1000 семян в среднем: а) на 1,16-1,94 г при норме высева 3,0 млн. всх. семян на 1 га; б) на 0,48-1,44 г при норме 3,5 млн. всх. семян на 1 га. За два года наблюдений увеличение урожайности растений ячменя из обработанных семян над посевами с необработанным посевным материалом при норме высева 3,0 млн. всх. семян на 1 га составило от 0,006 до 0,23 т/га, а при 3,5 млн. семян на 1 га – от 0,06 до 0,22 т/га.

1. Baev V. I., Petrukhin V. A., Baev I. V., et al. Electrotechnology as One of the Most Advanced Branches in the Agricultural Production Development. Handbook of Research on Renewable Energy and Electric Resources for Sustainable Rural Development. Hershey, Pennsylvania: IGI Global, 2018. Pp. 149-175.

2. Kazakova A. S., Yudaev I. V., Fedoischenko M. G., et al. New approach to study stimulating effect of the pre-sowing barley seeds treatment in the electromagnetic field. OnLine Journal of Biological Sciences. 2018. Vol. 18. No. 2. Pp. 197-207.

3. Юдаев Ю. А., Кожанова Т. В., Юдаев М. Ю. Численные исследования распределения электрического поля в системе электродов при воздействии на семена растений. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2015. № 4 (28). С. 144-148.

4. Koukounaras A., Boursianis A., Kostas S., et al. Pre-Sowing Static Magnetic Field Treatment of Vegetable Seeds and Its Effect on Germination and Young Seedlings Development. Seeds. 2023. V. 2. No 4. Pp. 394-405.

5. Клейменов Э. В., Данилочкина Е. А. Градиентное магнитное поле. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2011. № 2 (10). С. 64-68.

6. Porsev E. G., Malozyomov B. V. Innovative Technology of Seed Treatment by Electric Corona Discharge. Actual Issues of Mechanical Engineering (AIME 2018). Atlantis Press, 2018. Pp. 496-503.

7. Ahmed Z., Manzoor M. F., Ahmad N., et al. Impact of pulsed electric field treatments on the growth parameters of wheat seeds and nutritional properties of their wheat plantlets juice. Food Science & Nutrition. 2020. Vol. 8 (5). Pp. 2490-2500.

8. Хайновский В. И., Копылова О. С., Козырев А. Е. Расчет доз воздействия импульсного электрического поля на семенной материал. Аграрная Россия. 2012. № 9. С. 37-40.

9. Дульский А. В., Стародубцева Г. П., Хайновский В. И. Предпосевная обработка семян моркови сорта "Витаминная 6" импульсным электрическим полем. Аграрная Россия. 2009. № 5. С. 34-36.

10. Nelson S. O. Seed Treatment Applications. Dielectric Properties of Agricultural Materials and their Applications. Academic Press, 2015. Pp. 57-71.

11. Pournavab R. F., Mejia E. B., Mendoza A. B., et al. Ultraviolet Radiation Effect on Seed Germination and Seedling Growth of Common Species from Northeastern Mexico. Agronomy. 2019. Vol. 9 (6). P. 269.

12. Bozhkov A. I., Kovalova M. K., Azeez Z. A., et al. The effect of pre-sowing seed treatment on seedlings growth rate and their excretory activity. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2020. Vol. 11 (1). Pp. 60-66.

13. Тибирьков А. П., Юдаев И. В., Азаров Е. В. Предпосевная электрофизическая обработка семян – перспективный агроприем ресурсосберегающей технологии возделывания озимой пшеницы. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2012. № 3 (27). С. 61-66.

14. Kasakova A. S., Mayboroda S. Y., Chronyuk V. B., et al. Prospects for the use of stimulation by electric field of old cereal seeds. Asia Life Sciences. 2019. Vol. 28. No. 1. Pp. 229-239.

15. Шпаков А. С., Новоселов Ю. К., Воловик В. Т., и др. Полевое кормопроизводство: история, проблемы и решения: монография. М.: ФГБОУ ДПО РАКО АПК, 2023. 259 с.

16. Казакова А. С., Кулешова Л. А. Устойчивость к засухе прорастающих семян ярового ячменя, обработанных в переменном электромагнитном поле промышленной частоты. Вестник аграрной науки Дона. 2018. № S4. С. 99-104.

17. Тибирьков А. П., Юдаев И. В. Электрофизическая обработка семян – новый агроприем при возделывании ярового ячменя на юге России. Фундаментальные исследования. 2015. № 2-22.