semi08_big

Лазер повышает урожай

В последние годы для сти­муляции роста растений до­вольно широко применяются различные установки, кон­центрирующие солнечный или электрический свет, а также лазерные установки, испус­кающие монохроматический красный свет с длиной волны 633 нанометра.

Установки первого типа представляют собой гелиотех­нические устройства, позво­ляющие с помощью металли­ческих или стеклянных зер­кал в 50—80 раз концентри­ровать солнечную энергию. Они снабжены системой сле­жения за Солнцем. Если свет такой установки направить на семена, то они перегреются и их зародыши погибнут. Чтобы этого не произошло, путем покачивания зеркал с часто­той 180—200 колебаний в ми­нуту создают импульсный ре­жим облучения. При этом се­мена подвергаются воздейст­вию, похожему на пулемет­ную очередь — кратковремен­ные импульсы, концентриро­ванного солнечного света.

В 1965 году было установ­лено, что облучение семян импульсным концентрирован­ным солнечным светом в те­чение 20—45 минут стиму­лирует ростовые процессы и повышает урожай ячменя, огурцов и томатов. В даль­нейшем эти данные получили подтверждение. Так, обра­ботка семян огурцов сорта Майский салатный в течение 10 минут усилила рост стеб­лей и обеспечила повышение урожайности на 21 процент по сравнению с контролем. При этом улучшилось каче­ство плодов — в них увели­чилось содержание сахаров и витамина С.

Для предпосевного облуче­ния семян, клубней, луковиц в качестве источника света можно использовать ксеноно­вые лампы мощностью 5 ки­ловатт. Их спектр близок к солнечному. Световая полоса подается на барабан, в кото­рый загружены семена. Во время его вращения они пере­секают световую полосу и в результате создается импульс­ный режим облучения. Уста­новка, сконструированная в Донецком государственном университете, позволяет за 6-часовой рабочий день об­работать 100 килограммов се­мян.

Под действием светоимпуль­сного облучения происходит повышение энергии прораста­ния семян томатов, огурцов, редиса, баклажанов, кабач­ков, дыни, тыквы, ячменя, ар­буза, пшеницы, акации жел­той, эспарцета, донника и других растений. Важно, что в ходе такой обработки се­мена обеззараживаются: спо­ры грибов и бактерий, нахо­дящиеся на их поверхности, гибнут.

Проростки овощных, бах­чевых, зерновых и древесных растений, полученные из облу­ченных семян, характеризуют­ся повышенной скоростью ро­ста надземной и подземной части. У них энергичнее формируется фотосинтезирующая поверхность. Растения рань­ше приступают к цветению и плодоношению, быстрее про­ходят цикл развития.




Огурцы, выросшие из облу­ченных семян, дают прибавку урожая от одного до трех ки­лограммов с каждого квадрат­ного метра площади.

В последние годы в прак­тике растениеводства все бо­лее широкое применение на­ходят оптические квантовые генераторы, в частности ге­лий-неоновые лазеры, излу­чающие монохроматический свет с длиной волны 633 нано­метра. Гелий-неоновый лазер состоит из газоразрядной труб­ки, заполненной смесью инерт­ных газов (гелия и неона), по обе стороны которой распо­ложены зеркала с разной сте­пенью прозрачности и с высо­ким коэффициентом отраже­ния (оптический резонатор). Зеркала обеспечивают много­кратное прохождение светового сигнала через газовую среду. Каскад фотонов, отра­женных от зеркал, вновь и вновь пронизывает активное вещество, порождая лавину новых световых квантов. В конце концов, в процесс во­влекаются все возбужденные частицы. Возникает усилен­ный, согласованный и направ­ленный импульс излучения, который «пробивает» более прозрачное зеркало. Электро­питание подается на установ­ку с помощью специального блока. Семена засыпаются в бункер с дозирующим устрой­ством, откуда они по наклон­ной плоскости под действием собственной массы продвига­ются к зоне облучения неоно­выми лампами. Время обра­ботки на этом участке состав­ляет 0,36 с. Затем на 0,006 с они попадают в зону воздей­ствия лазерного луча. Лазер­ные установки, созданные в биофизической лаборатории Казахского государственного университета, монтируемые на шасси автомашины Газ-51, способны обработать свето­вым потоком гелий-неонового лазера не менее шести тонн посевного материала в час.

У растений, выросших из облученных семян, интенсив­нее протекают физиолого-био­химические процессы, активи­зируются окислительно-вос­становительные ферменты, в листьях возрастает содержа­ние зеленых и желтых пиг­ментов

Оказалось, что у сельско­хозяйственных культур раз­личная. чувствительность к монохроматическому красному свету. Наиболее восприимчи­вы к нему представители тык­венных (огурцы, арбузы, ды­ни, тыквы, кабачки) и пасле­новые (томаты, перцы, бакла­жаны).

Опыты, проведенные в Ка­захстане на больших площа­дях посевов зерновых, пока­зали, что лазерная обработка повысила урожай на 10—15 процентов. Сходные результа­ты получены в Башкирии. Там лазерная «накачка» семян увеличила урожай зерновых на 7—16 процентов.

Растения озимой пшеницы сорта Мироновская 808, вы­росшие из облученных се­мян, содержали сахара в среднем на 32 процента боль­ше, чем контрольные. Неуди­вительно, что они лучше про­тивостояли неблагоприятным условиям зимовки, развили более мощную корневую сис­тему. Весной эти растения быстрее пошли в рост и дали прибавку урожая в 4—5 ц/га. Полученное зерно отличалось повышенным содержанием клейковины.

Положительно реагируют на лазерную обработку се­мян не только зерновые, но также технические культуры и многолетние травы. В иссле­дованиях, проведенных в ово­щеводческих хозяйствах Мос­ковской области, лазерное об­лучение семян на 15—27 про­центов увеличило урожай ран­них помидоров и огурцов. В них содержалось больше витаминов, сахаров, белка и других ценных веществ. Вы­рос урожай редиса, гороха, сои, кукурузы, льна-долгунца.

Облученные с помощью ла­зера семена сосны и березы дали более ранние всходы, чем контрольные. В конце вегетационного периода опыт­ные растения оказались выше и их корневая система была лучше развита.

Особый интерес представ­ляет использование концент­рированного света и лазерно­го облучения для выведения новых сортов растений. Ведь в результате облучения воз­никают наследственные изме­нения, имеющие в некоторых случаях полезные свойства. С помощью этого приема мо­гут быть получены формы пшеницы с коротким стеб­лем, устойчивые к полеганию, с длинным и более озернен- ным колосом, с повышенным содержанием белка в зерне.

Следует отметить, что не­которые ученые скептически относятся к обработке расте­ний различными видами . из­лучений — концентрирован­ным светом, монохроматиче­ским лучом лазера, ультра­звуком, ультрафиолетом, элек­трическим и магнитным полем, объясняя это тем, что в по­давляющем большинстве слу­чаев мы не знаем точно.

какие физиологические изме­нения лежат в основе стиму­ляции роста, вызванной тем или иным фактором. Учиты­вая то, что продуктивность наших полей растет медленно, следует использовать в прак­тике любую возможность ус­тойчивого повышения урожай­ности сельскохозяйственных культур. Важно обеспечить изобилие продуктов питания, решить продовольственную проблему. С этих позиций скепсис по отношению к раз­личным воздействиям на се­мена или растения вряд ли уместен. Ведь и в промыш­ленности нередко используют­ся процессы и эффекты, фи­зическая сущность которых далеко не выяснена. Вместе с тем необходимо четко пред­ставлять возможные негатив­ные последствия широкого ис­пользования излучений в ра­стениеводстве. Одно из них — влияние на наследственный аппарат растений. В этом слу­чае помимо положительных моментов, связанных, скажем, с расширением поля деятель­ности селекционеров, суще­ствует опасность вырождения ценных сортов. Но ведь эта проблема решаема, если ис­пользовать для посева семена не обработанных растений, а произведенных в специали­зированных семеноводческих хозяйствах.

 

Print Friendly

Это интересно: