Применение обработанной плазмой воды для подготовки семян хвойных пород к посеву. С. 204–211

УДК

630*23

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-5-204-211

Аннотация

Рассмотрены вопросы ускоренного выращивания качественного посадочного материала c применением способа подготовки семян намачиванием в обработанной разрядом низкотемпературной плазмы воде. Наиболее перспективным посадочным материалом являются сеянцы с закрытой корневой системой. Они выращиваются из сортового и улучшенного посевного материала в оптимальных условиях теплиц. При разных способах стимулирования прорастания зародыша семени представляет интерес воздействие на него «холодной» плазмой. С помощью специально разработанного прибора, позволяющего обрабатывать воду разрядом низкотемпературной плазмы, была получена обработанная плазмой вода для намачивания семян. Время обработки воды варьировало от 1 до 4 мин. После обработки плазмой вода имела отличные от обычной воды показатели кислотности (активация воды). Восстановление уровня кислотности обработанной плазмой воды заняло от 2 до 4 сут. Получены показатели всхожести и энергии прорастания для семян Pinus silvestrys и Picea abies, намачиваемых в воде с разной длительностью обработки плазмой. При намачивании семян в воде, обработанной плазмой в течение 1, 2 и 4 мин, энергия прорастания увеличилась для сосны на 20–31 %, для ели – на 6–18 % по сравнению с контролем (намачивание в дистиллированной воде). Техническая всхожесть семян сосны выросла на 11–21 %, ели – на 3–16 %. Результаты исследований демонстрируют изменение в структуре и составе питательного вещества семени, в строении зародыша и степени его развития. Анализ химического состава эндосперма семян через сутки после намачивания относительно сухих семян показал увеличение в нем содержания углерода на 2–3 % и уменьшение содержания кислорода на 1 %, калия – на 0,5 %. При намачивании семян в дистиллированнной воде содержание в эндосперме фосфора падает на 0,15 %, а содержание натрия - на 0,2 %. Для семян, намоченных в обработанной плазмой воде, содержание фосфора снизилось на 0,21–0,22 %, а содержание натрия не отмечено. Намачивание семян в обработанной плазмой воде стимулирует процессы их подготовки к прорастанию и дифференциацию тканей зародыша (формирование семядолей) по сравнению с семенами, намачиваемыми в дистиллированной воде.

Сведения об авторах

О.И. Гаврилова*, д-р с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAF-6295-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5618-8239
К.В. Гостев, канд. техн. наук; ResearcherID: HLW-5102-2023, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2286-059X
Петрозаводский государственный университет, просп. Ленина, д. 33, г. Петрозаводск, Россия, 185910; ogavril@mail.ru, kgostev@petrsu.ru

Ключевые слова

лесной питомник, теплица, семена, сосна обыкновенная, ель европейская, эндосперм, зародыш, всхожесть, холодный плазменный спрей

Для цитирования

Гаврилова О.И., Гостев К.В. Применение обработанной плазмой воды для подготовки семян хвойных пород к посеву // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 5. С. 204–211. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-5-204-211

Литература

1. Гостев К.В., Гаврилова О.И., Гостев В.А. Применение холодного плазменного спрея для предпосевной подготовки семян сосны обыкновенной // Вестник МГУЛ – Лесн. вестн. 2014. Т. 18, № 1. С. 90–96. 

2. Гостев К.В., Штыков А.С., Васильев А.С. О потенциале использования низкотемпературной плазмы в промышленности и социальной сфере // Инж. вестн. Дона. 2017. № 3. C. 9.

3. Жигунов А.В. Посадочный материал с закрытой корневой системой // Лесн. хоз-во. 1995. № 4. С. 33–38. 

4. Касимов А.К. Развитие корневой системы сосны в посадках и посевах при механической обработке почвы // Изв. вузов. Лесн. журн. 1995. № 2-3. С. 30–38. 

5. Маркова И.А., Жигунов А.В. Специфика использования посадочного материала в различных подзонах бореальных лесов // Лес, окружающая среда и новые технологии в Северной Европе: докл. междунар. конф., Петрозаводск, сент. 1993 г. Йоэнсуу: Ун-т Йоэнсуу, 1994. № 17. С. 432–433. 

6. Наквасина Е.Н. О ритмах питания однолетних сеянцев ели в лесном питомнике // Изв. вузов. Лесн. журн. 1979. № 2. С. 12–16. 

7. Новосельцева А.И., Родин А.Р. Справочник по лесным питомникам. М.: Лесн. пром-сть, 1983. 280 c.

8. Патент 131931 U1 РФ, МПК 2013.08 H05H 1/24 (2006.01). Импульсный генератор переохлажденной плазмы: № 2013110894/07: заявл. 13.03.2013: опубл. 27.08.2013, бюл. № 24 / К.В. Гостев, А.А. Тихомиров, Е.А. Тихонов; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Плазмасфера». 

9. Юрьева А.Л., Гаврилова О.И., Хлюстов В.К. Динамика формирования надземной части культур сосны в период ранней диагностики // Тр. лесоинж. фак. ПетрГУ. 2008. № 7. С. 149–151. https://doi.org/10.15393/j2.art.2008.1871

10. Akimov R.Yu., Ostroshenko V.V. The Seed Pelleting of Korean Cedar Pine (Pinus koraiensis Siebold et Zucc.) and Amur Larch (Larix amurensis). Agrarnyy vestnik Primor’ya = Agrarian Bulletin of Primorye, vol. 4, pp. 39–41. (In Russ.).

11. Bao D., Luoranen J., Lehto T., Himanen K., Silvennoinen M., Silvennoinen R., Repo T. Biophysical Changes in the Roots of Scots Pine Seedlings During Cold Acclimation and After Frost Damage. Forest Ecology and Management, 2019, vol. 431, pp. 63–72. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.04.008

12. Goebel D.M., Forrester A.T. Plasma Studies on a Hollow Cathode, Magnetic Multipole Ion Source for Neutral Beam Injection. Rev. Sci. Instrum, 1982, vol. 53, iss. 6, pp. 810–815. https://doi.org/10.1063/1.1137051

13. Goebel D.M., Watkins R.M. High Current, Low Pressure Plasma Cathode Electron Gun. Rev. Sci. Instrum, 2000, vol. 71, iss. 2, pp. 388–398. https://doi.org/10.1063/1.1150212

14. Gushenets V.I., Oks E.M., Yushkov G.Yu., Rempe N.G. Current Status of the Plasma Emission Electronics. I. Basic Physical Processes. Laser and Particle Beams, 2003, vol. 21, iss. 2, pp. 123–138. https://doi.org/10.1017/S0263034603212027

15. Himanen K., Helenius P., Ylioja T., Nygren M. Intracone Variation Explains Most of the Variance in Picea Abies Seed Weight. Implications for Seed Sorting. Canadian Journal of Forest Research, 2016, vol. 46, no. 4, pp. 470–477. https://doi.org/10.1139/cjfr-2015-0379

16. Himanen K. Seed Quality Attributes in Seedling Production of Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.). Dissertationes Forestales, 2018, vol. 261, 74 p. https://doi.org/10.14214/df.261

17. Lilja A., Himanen K. Other Seed and Cone Diseases. The American Phytopathology Society, 2018.

18. Miransari М., Smith D.L. Plant Hormones and Seed Germination. Environmental and Experimental Botany, 2014, vol. 99, pp. 110–121. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2013.11.005