Влияние ионизирующего излучения на всхожесть и биометрические показатели масличных культур

У.А. Близнюк; П.Ю. Борщеговская; Я.В. Зубрицкая; В.С. Ипатова; А.А. Малюга; В.В. Розанов; А.П. Черняев; Н.С. Чуликова; Д.С. Юров

doi:10.18127/j20700997-202301-09

Влияние ионизирующего излучения на всхожесть и биометрические показатели масличных культур

У.А. Близнюк¹, П.Ю. Борщеговская², Я.В. Зубрицкая³, В.С. Ипатова⁴, А.А. Малюга⁵, В.В. Розанов⁶, А.П. Черняев⁷, Н.С. Чуликова⁸, Д.С. Юров⁹

научная статья УДК 632.959: 539.1.047: 581.14 Страницы: 79-88 doi.org/10.18127/j20700997-202301-09

^1,2,7 ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова» (Москва, Россия); Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
^3,6 ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова» (Москва, Россия)
^4,9 Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
^5,8 ФГБУН Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (Новосибирская область, Новосибирский район, р.п. Краснообск, Россия)

Ключевые слова: Радиационная обработка ускоренные электроны соя рапс энергия прорастания всхожесть биометрические показа-тели

Аннотация

Постановка проблемы. Радиационные технологии находят широкое применение в области сельского хозяйства в целях ускорения развития и повышения урожайности культур, улучшения качества продукции, уничтожения патогенной микрофлоры.

Цель работы – исследование влияния предпосевной обработки семян сои и рапса ускоренными электронами с максимальной энергией 1 МэВ с различными дозами на прорастание и биометрические показатели растений.

Результаты. Максимальный показатель прорастания семян сои наблюдался у растений, обработанных в дозе 50 Гр; при этом наибольшее снижение прорастания зарегистрировано при обработке в дозах 30 и 100 Гр. Максимальное значение показателя прорастания семян рапса наблюдались у растений, обработанных с дозами 5 и 10 Гр; при этом ингибирующий эффект на прорастание семян рапса оказала обработка с дозой 50 Гр. В целом, наблюдалась нелинейная зависимость показателей роста культур от дозы облучения.

Практическая значимость. Облучение низкоэнергетическим электронным излучением в диапазоне доз от 3 до 20 Гр приводит к увеличению показателей роста семян сои и рапса. Полученные результаты могут быть использованы в сельскохозяйственной промышленности для обработки различных видов семян с целью повышения качества и увеличения количества получаемого урожая.

Поступила: 08.12.2022
Одобрена: 08.12.2022
Принята: 20.02.2023

Для цитирования

Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Зубрицкая Я.В., Ипатова В.С., Малюга А.А., Розанов В.В., Черняев А.П., Чуликова Н.С., Юров Д.С. Влияние ионизирующего излучения на всхожесть и биометрические показатели масличных культур // Технологии живых систем. 2023. № 1. С. 79–88. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202301-09

Список источников

Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Павлов А.Н., Кобялко В.О., Лой Н.Н., Цыгвинцев П.Н. Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: история, современное состояние и перспективы // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 32–36.
Козьмин Г.В., Кобялко В.О., Лыков И.Н., Саруханов В.Я., Зякун А.М., Павлов А.Н., Николаева Т.С., Фролова Н.А., Логинов А.А. Радиационные агробиотехнологии: исследования микробиологической безопасности и качества облучённой продукции // Труды регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований. Калуга. 2015. С. 216–225.
Alexakhin R.M., Sanzharova N.I., Kozmin G.V., Pavlov A.N., Geraskin S.A. Future development of radiation technology in agricultural industry of Russian Federation // Vestnik RAEN. 2014. P. 78–85.
Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Бондаренко В.С. Радиационные технологии в сельском хозяйстве: стратегия научно-технического развития // Инноватика и экспертиза. 2016. Вып. 1(16). С. 197–206.
Баюров Л.И. Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии: Учебное пособие. Краснодар: КубГАУ. 2009. 112 с. (С. 101).
Chandrashekar K.R. et al. Effect of gamma irradiation on germination, growth, and biochemical parameters of Terminalia arjuna Roxb // Radiation Protection and Environment. 2013. V. 36. №. 1. P. 38.
Ali H. et al. Effects of gamma radiation on crop production //Crop production and global environmental issues. Springer, Cham. 2015. P. 27–78.
Aref I.M. et al. Response of Datura innoxia Linn. to gamma rays and its impact on plant growth and productivity // Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 2016. V. 86. №. 3. P. 623–629.
Aynehband A., Afsharinafar K. Effect of gamma irradiation on germination characters of amaranth seeds // European J. Exp. Biol. 2012. V. 2. № 4. P. 995–999.
Beyaz R. et al. The effect of gamma radiation on seed germination and seedling growth of Lathyrus chrysanthus Boiss. under in vitro conditions // Journal of Environmental Radioactivity. 2016. V. 162. P. 129–133.
Borzouei A. et al. Effects of gamma radiation on germination and physiological aspects of wheat (Triticum aestivum L.) seedlings // Pak. J. Bot. 2010. V. 42. № 4. P. 2281–2290.
Hegazi A.Z., Hamideldin N. The effect of gamma irradiation on enhancement of growth and seed yield of okra [Abelmoschus esculentus (L.) Monech] and associated molecular changes // Journal of Horticulture and Forestry. 2010. V. 2. № 3. P. 38–51.
Трофимова Е.А., Дементьев Д.В., Болсуновский А.Я. Влияние γ-излучения на развитие растений из облученных семян и проростков Alliumcepa L. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59. № 3. С. 293–299.
Гераськин С.А., Волкова П.Ю., Чурюкин Р.С., Битаришвили С.В., Бондаренко В.С., Казакова Е.А. Механизмы формирования адаптивных реакций при облучении семян сельскохозяйственных культур низкими дозами ионизирующего излучения // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 69–72.
Перькова А.В., Волкова П.Ю. Анализ изменений пролиферативной активности клеток корневой меристемы проростков ячменя, выросших из гамма-облученных семян // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 98–100.
Пономаренко П.А., Безотосный С.С., Фролова М.А. Стимуляционный эффект при спецобработке семян сельскохозяйственных культур гамма-лучами // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 112–114.
Раздайводин А.Н., Радин А.И., Калнин В.В., Павлов А.Н., Рябинков А.П., Карпов А.Д., Пророков А.А. Влияние ионизирующего излучения на развитие патогенных грибов рода Alternaria на семенах ясеня обыкновенного (Fraxinusexcelsior L.) // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 114–117.
Bliznyuk U., Chulikova N., Ipatova V., Malyuga A. Effect of ionizing radiation with 1 MeV on phenology of potatoes inhabited by fungi Rhizoctonia solani Kuhn // E3S Web of Conferences. EDP Sciences. 2021. V. 285.
ГлавАгроном. Соя Золотистая. [Электронный ресурс]. – URL: https://glavagronom.ru/base/seeds/maslichnie-soya-zolotistaya-omskiy-anc-9253367 (дата обращения 15.11.2022).
ГлавАгроном. Рапс Билдер [Электронный ресурс]. – URL: https://glavagronom.ru/base/seeds/maslichnie-raps-yarovoi-bilder-8756560 (дата обращения 15.11.2022).
Розанов В.В., Матвейчук И.В., Черняев А.П., Николаева А.А., Белоусов А.В., Юров Д.С. Экспериментальное подтверждение эффективности комбинированной стерилизации костных имплантатов // Технологии живых систем. 2018. Т. 15. № 1. С. 41–48.
Bliznyuk U.A., Borchegovskaya P.Yu., Chernyaev A.P., Avdukhina V.M., Ipatova V.S., Leontiev V.A., Studenikin F.R. Computer simulation to determine food irradiation dose levels // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 365. № 1. P. 012002.
Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова думка. 1982. 550 с.
Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука. 1991. 309 с.
Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Жеруков Б.Х и др. Растениеводство / Под ред. Г.С. Посыпанова. М.: КолосС. 2007. 612 с.
Чурюкин Р.С. Закономерности формирования биологических эффектов при γ-облучении семян ячменя: Дис. Обнинск: ВНИИРАЭ. 2017.
Нгуен С.Т., Пяткова С.В., Удалова А.А. Предпосевная обработка семян сои гамма-излучением // Техногенные системы и экологический риск. 2021. С. 428–430.
Кислова Е.А. Радиобиологическая реакция проростков озимого рапса // Фактори експериментальної еволюції організмів. 2008.
Левин В.И. Агроэкологические эффекты воздействия на семена растений электромагнитных полей различной модальности: Автореф. дисс… докт. с./х. наук. 2000.

[1] Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Павлов А.Н., Кобялко В.О., Лой Н.Н., Цыгвинцев П.Н. Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: история, современное состояние и перспективы // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 32–36.

[2] Козьмин Г.В., Кобялко В.О., Лыков И.Н., Саруханов В.Я., Зякун А.М., Павлов А.Н., Николаева Т.С., Фролова Н.А., Логинов А.А. Радиационные агробиотехнологии: исследования микробиологической безопасности и качества облучённой продукции // Труды регионального конкурса проектов фундаментальных научных исследований. Калуга. 2015. С. 216–225.

[3] Alexakhin R.M., Sanzharova N.I., Kozmin G.V., Pavlov A.N., Geraskin S.A. Future development of radiation technology in agricultural industry of Russian Federation // Vestnik RAEN. 2014. P. 78–85.

[4] Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Бондаренко В.С. Радиационные технологии в сельском хозяйстве: стратегия научно-технического развития // Инноватика и экспертиза. 2016. Вып. 1(16). С. 197–206.

[5] Баюров Л.И. Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии: Учебное пособие. Краснодар: КубГАУ. 2009. 112 с. (С. 101).

[6] Chandrashekar K.R. et al. Effect of gamma irradiation on germination, growth, and biochemical parameters of Terminalia arjuna Roxb // Radiation Protection and Environment. 2013. V. 36. №. 1. P. 38.

[7] Ali H. et al. Effects of gamma radiation on crop production //Crop production and global environmental issues. Springer, Cham. 2015. P. 27–78.

[8] Aref I.M. et al. Response of Datura innoxia Linn. to gamma rays and its impact on plant growth and productivity // Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 2016. V. 86. №. 3. P. 623–629.

[9] Aynehband A., Afsharinafar K. Effect of gamma irradiation on germination characters of amaranth seeds // European J. Exp. Biol. 2012. V. 2. № 4. P. 995–999.

[10] Beyaz R. et al. The effect of gamma radiation on seed germination and seedling growth of Lathyrus chrysanthus Boiss. under in vitro conditions // Journal of Environmental Radioactivity. 2016. V. 162. P. 129–133.

[11] Borzouei A. et al. Effects of gamma radiation on germination and physiological aspects of wheat (Triticum aestivum L.) seedlings // Pak. J. Bot. 2010. V. 42. № 4. P. 2281–2290.

[12] Hegazi A.Z., Hamideldin N. The effect of gamma irradiation on enhancement of growth and seed yield of okra [Abelmoschus esculentus (L.) Monech] and associated molecular changes // Journal of Horticulture and Forestry. 2010. V. 2. № 3. P. 38–51.

[13] Трофимова Е.А., Дементьев Д.В., Болсуновский А.Я. Влияние γ-излучения на развитие растений из облученных семян и проростков Alliumcepa L. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59. № 3. С. 293–299.

[14] Гераськин С.А., Волкова П.Ю., Чурюкин Р.С., Битаришвили С.В., Бондаренко В.С., Казакова Е.А. Механизмы формирования адаптивных реакций при облучении семян сельскохозяйственных культур низкими дозами ионизирующего излучения // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 69–72.

[15] Перькова А.В., Волкова П.Ю. Анализ изменений пролиферативной активности клеток корневой меристемы проростков ячменя, выросших из гамма-облученных семян // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 98–100.

[16] Пономаренко П.А., Безотосный С.С., Фролова М.А. Стимуляционный эффект при спецобработке семян сельскохозяйственных культур гамма-лучами // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 112–114.

[17] Раздайводин А.Н., Радин А.И., Калнин В.В., Павлов А.Н., Рябинков А.П., Карпов А.Д., Пророков А.А. Влияние ионизирующего излучения на развитие патогенных грибов рода Alternaria на семенах ясеня обыкновенного (Fraxinusexcelsior L.) // Радиационные технологии в сельском хозяйстве и пищевой промышленности: состояние и перспективы. 2018. С. 114–117.

[18] Bliznyuk U., Chulikova N., Ipatova V., Malyuga A. Effect of ionizing radiation with 1 MeV on phenology of potatoes inhabited by fungi Rhizoctonia solani Kuhn // E3S Web of Conferences. EDP Sciences. 2021. V. 285.

[19] ГлавАгроном. Соя Золотистая. [Электронный ресурс]. – URL: https://glavagronom.ru/base/seeds/maslichnie-soya-zolotistaya-omskiy-anc-9253367 (дата обращения 15.11.2022).

[20] ГлавАгроном. Рапс Билдер [Электронный ресурс]. – URL: https://glavagronom.ru/base/seeds/maslichnie-raps-yarovoi-bilder-8756560 (дата обращения 15.11.2022).

[21] Розанов В.В., Матвейчук И.В., Черняев А.П., Николаева А.А., Белоусов А.В., Юров Д.С. Экспериментальное подтверждение эффективности комбинированной стерилизации костных имплантатов // Технологии живых систем. 2018. Т. 15. № 1. С. 41–48.

[22] Bliznyuk U.A., Borchegovskaya P.Yu., Chernyaev A.P., Avdukhina V.M., Ipatova V.S., Leontiev V.A., Studenikin F.R. Computer simulation to determine food irradiation dose levels // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 365. № 1. P. 012002.

[23] Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. Киев: Наукова думка. 1982. 550 с.

[24] Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука. 1991. 309 с.

[25] Посыпанов Г.С., Долгодворов В.Е., Жеруков Б.Х и др. Растениеводство / Под ред. Г.С. Посыпанова. М.: КолосС. 2007. 612 с.

[26] Чурюкин Р.С. Закономерности формирования биологических эффектов при γ-облучении семян ячменя: Дис. Обнинск: ВНИИРАЭ. 2017.

[27] Нгуен С.Т., Пяткова С.В., Удалова А.А. Предпосевная обработка семян сои гамма-излучением // Техногенные системы и экологический риск. 2021. С. 428–430.

[28] Кислова Е.А. Радиобиологическая реакция проростков озимого рапса // Фактори експериментальної еволюції організмів. 2008.

[29] Левин В.И. Агроэкологические эффекты воздействия на семена растений электромагнитных полей различной модальности: Автореф. дисс… докт. с./х. наук. 2000.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи