Результаты исследований влияния электрофизического воздействия на посевные качества семян древесных пород

Актуальность. За последние годы произошло ухудшение состояния урбоэкосистем, в частности рекреационных-озеленительных посадок, защитных лесополос и лесоаграрных ландшафтов, что приводит к нарушению экологического равновесия на огромных территориях страны. При этом наблюдается деградация почвенного покрова (водного режима), происходит разрушение природных экологических систем из-за изменения климата, появляется опасность вымирания многих видов животных. Существенное практическое значение для агро- и урболандшафтов сухостепных, полупустынный районов Волгоградской области и Нижнего Поволжья имеет пополнение ассортимента деревьев и кустарников. Особое внимание научного сообщества в настоящее время направленно на развитие электрофизических методов воздействия на семенной материал растений, в том числе и на древесные породы, для получения более крепких и качественных саженцев.

Объект. В качестве объекта исследования были выбраны семена сосны крымской (Pinus nigra.L), широко распространяемой в защитных разного типа лесных насаждениях Южного федерального округа.

Материалы и методы. В лаборатории Волгоградского ГАУ была собрана установка для обработки семян в электрическом поле переменного тока высокого напряжения промышленной частоты. Исследовательская установка состоит из высоковольтного аппарата СКАТ-70 и экспериментальной ячейки, представляющей собой бокс, выполненный из электроизоляционных материалов, и двух пластинчатых электродов. Для изучения отклика древесных растений на режимы электрофизического воздействия были заложены опыты, согласно которым проводилась оценка воздействия переменного электрического поля промышленной частоты 50 Гц на качественные показатели развития сеянцев.

Результаты и обсуждение. Выполненные полевые экспериментальные исследования по определению качественных показателей развития сеянцев древесных пород и изменение их морфометрии при электростимуляции подтверждают гипотезу о положительном влиянии переменного электрического поля промышленной частоты. Выявлены положительные результаты, которые существенно увеличивают развитие корневой системы и самого растения за счет ускорения хода биологических процессов и высвобождения дополнительной энергии для роста растения.

Выводы. Опираясь на результаты исследований, полученных при проведении полевого опыта в питомнике «Нижневолжской станции по селекции древесных растений ФНЦ Агроэкологии РАН», сделаны следующие выводы: воздействие переменного электрического поля промышленной частоты 50 Гц на семена сосны крымской проявляет в целом положительный эффект, увеличивая качественные показатели, превышающие стандартные приемы интенсивной агротехники выращивания посадочного материала; семена, прошедшие электростимуляцию свыше значения напряжённости электрического поля в 5,0 кВ/см, резко ухудшают развитие растения и процент выхода здоровых сеянцев.

1. Ivushkin D. S., Petrukhin V. A., Volobuev S .V., Feklistov A. S., Prokofiev P. V. Woody plants seedlings irradiation lighting parameters by using LED transmitters in small-sized irradiation installations. Mathematical modeling of technical and economic systems in agriculture III-2020: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 786.

2. Kulik K. N., Barabanov A. T., Manaenkov A. S., Kulik A. K. Forecast assumption and analysis of the development of protective afforestation in the Volgograd region. Studies on Russian Economic Development. 2017. N. 28 (6). Pp. 641-647.

3. Yudaev I., Ivushkin D., Belitskaya M., Gribust I. Pre-sowing treatment of robinia pseudoacacia l. seeds with electric field of high voltage. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 12th International Scientific Conference on Agricultural Machinery Industry, INTERAGROMASH 2019. 2019. P. 012078.

4. Ivushkin D. S., Petrukhin V. A., Volobuev S. V., Feklistov A. S., Prokofiev P. V. Woody plants seedlings irradiation lighting parameters by using LED transmitters in small-sized irradiation installations. Mathematical Modeling of Technical and Economic Systems in Agriculture III-2020: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. P. 012017.

5. Баев В. И., Петрухин В. А. Стимуляция приживаемости привоев древесных растений электрическим воздействием. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2008. № 4 (12). С. 168-172.

6. Баев В. И., Петрухин В. А. Качественное описание процесса прирастания прививок растений при электрической стимуляции. Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2014. № 4 (36). С. 241-245.

7. Zhao L., Liu W., Lian J., Shen M., Huo X. Effects of electric fields on Cd accumulation and photosynthesis in Zea mays seedlings. Environ Manage. 2020. Dec 15. No 276. 111328.

8. Rifna J., Ramanan Ratish, Radhakrishnan M. Emerging technology applications for improving seed germination. Trends in Food Science & Technology. 2019. No 86. Pp. 95-108.

9. Eing Ch., Bonnet S., Pacher M., Puchta H., Frey W. Effects of Nanosecond Pulsed Electric Field Exposure on Arabidopsis thaliana. Dielectrics and Electrical Insulation, IEEE Transactions on. 2019. V. 16. Pp. 1322-1328.

10. Барышева Н. Н., Пронин С. П. Метод контроля мембранного потенциала семян пшеницы и его применение для оценки всхожести. Ползуновский вестник. 2015. № 2.

11. Чумикина Л. В., Арабова Л. И., Мартынова И. В., Колпакова В. В. Изменение белкового комплекса семян тритикале при прорастании. Известия вузов. Пищевая технология. 2005. № 2-3.