Использование физических воздействий в растениеводстве
Различного рода излучения широко используются в генетике и селекции. В 20-30-е годы советские и американские генетики выяснили, что искусственные мутанты можно получать с помощью рентгеновского облучения семян. В настоящее время с целью индуцированного мутагенеза используют ионизирующие и неионизирующие излучения. Среди ионизирующих излучений мутагенным эффектом обладают рентгеновские лучи, быстрые и медленные нейтроны, радиоактивные изотопы.
Генетически эффективными неионизирующими излучениями являются ультрафиолетовые и лазерные лучи. В зависимости от длины волны, применяя такие излучения, можно получить высокий выход мутантных форм. Энергия неионизирующих излучений очень сильно рассеивается в клетке. Эти излучения могут влиять также и на ход предмутационных и репарационных процессов. Спецификой лазерного излучения можно считать большую частоту мутаций, характеризующихся повышением продуктивности, при высоком выходе мутантных форм не наблюдается появления летальности.
Накоплены и продолжают пополняться новыми материалами сведения о стимулирующем влиянии различных физических воздействий. Эти факторы проявляют четко выраженное влияние на биологические объекты.
Они испытаны и применяются для улучшения посевных и продуктивных качеств семян, повышения отдельных элементов продуктивности и урожая в целом, изменения качественных характеристик продукции растениеводства.
|
|
|
В практике сельского хозяйства пробуют использовать ультрафиолетовые излучения (УФ), СВЧ-излучения, лазерное излучение, электрические и магнитные поля, плазму инертных газов. В зависимости от физических параметров перечисленных излучений они могут вызывать как положительный, так и отрицательный эффект, определяемый длительностью воздействия, длиной волны, непрерывным либо импульсным характером воздействия на объект, расстоянием от объекта, температурным воздействием.
Некоторые виды излучений могут отрицательно влиять на окружающую среду или вызывать генетические нарушения в хромосомном аппарате живых организмов.
Изучение эффектов обработки семян плазмой инертных газов
Плазма - одно из физических состояний вещества, известное наряду с жидким, твердым и газообразным. Газовая плазма инертных газов - это частично или полностью ионизированный газ, в котором плотность положительных и отрицательных электрических зарядов практически одинакова.
Аргоновая и гелиевая плазма вызывает сильное бактерицидное действие. После обработки культуры бактерий аргоновой плазмой погибало 92-98 % патогенных микроорганизмов. Гелиевая плазма уничтожала 43-49 % опасных микроорганизмов группы бактерий. Применение энергии плазмы обеспечивает высокий гемостатический эффект.
|
|
|
В наших исследованиях применение плазмы позволило существенно увеличить продуктивность сои. Масса семян с одного растения увеличилась на 4,8 г на контрольном фоне без применения удобрений, на 2,2 г - приразбросном способе внесения и на 6,5 г - при локальном внесении NPK. В результате обработки увеличивалось число бобов на одном растении и число семян с одного растения. Различия были во всех случаях существенными. Прибавка урожая в среднем по всем изучаемым вариантам составила 17 %.
Четкое действие оказала гелиевая плазма также на посевные и биометрические показатели семян овощных культур. Энергия прорастания семян моркови сорта Лосиноостровская 13 составила 34 %, а свеклы Бордо 237 - 60 %, всхожесть увеличилась по сравнению с контролем на 16 и 6% соответственно. Увеличилась длина зародышевого корня и масса проростков. Полученные результаты, вероятно, связаны с усилением обмена веществ, интенсивным расходованием запасных соединений на формирование первичных органов у проростков. Все эти изменения должны способствовать улучшению показателей начального роста сельскохозяйственных культур.
|
|
|
Действие гелиевой плазмы изучалось на ячмене, пшенице, картофеле, гречихе, люпине, амаранте, горчице. Для большинства изучаемых культур оптимальной оказалась экспозиция 60-90 сек, для картофеля - 240 сек.
Механизм ответа биоструктур на плазму пока не ясен. Но очевидно, что данное воздействие начинается с клеточных органелл, имеющих по преимуществу мембранную природу. Имеются предположения о том, что свободные радикалы плазмы действуют на свободные радикалы. Возможно, протоны как более тяжелые частицы располагаются на поверхности семян и способствуют поляризации его биоструктур, содержащих неспаренные электроны. Наличие дополнительной энергии может активизировать деятельность ферментов. Эффект действия плазменной обработки снижается с течением времени. Рекомендуется использовать обработанные семена в течение 5 суток.
Использование физических воздействий в земледелии может способствовать сокращению применения агрохимикатов, повышению устойчивости растений к неблагоприятным условиям внешней среды. При освоении нетрадиционных и экологически безопасных приемов можно добиться снижения заболевания растений, повышения устойчивости к экстремальным условиям: засухе, переувлажнению, переуплотнению почв. В результате увеличиваются возможности получения экологически безопасной и экономически выгодной продукции.
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какие препараты ауксинного действия можно использовать в плодовом питомнике?
2. В чем заключается действие экзогенных регуляторов химической природы?
3. На уровне каких биологических систем растительного организма действуют
химические регуляторы?
4. Какие группы регуляторов наиболее широко используются в практическом
растениеводстве?
5. Какие химические регуляторы применяют в биотехнологии и зачем?
6. Какие препараты из группы брассинолидов выпускают в нашей стране?
7. Какие виды физических воздействий используют в растениеводстве?
8. Какие направления использования физических факторов в земледелии разработаны на
сегодняшний день?
9. Как воздействуют физические излучения на биологические объекты?
10. В чем состоит положительное и отрицательное действие физических излучений на
растения?
11. Какова эффективность предпосевной обработки семян гелиевой плазмой?
12. В чем состоит экологическая безопасность физических способов воздействий в
земледелии?
13. Какие ответные реакции отмечаются у растений на воздействие плазмы?
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 79; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!