РОЛЬ УФ-С ОБЛУЧЕНИЯ В СТИМУЛЯЦИИ РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ СЕМЯН МОРКОВИ

И.В.Короткова1, Н.Н. Маренич1, Т.В. Сахно1,2, А.А. Семенов2
1Полтавская государственная аграрная академия, Украина,
2irinakorotkova10@gmail.com, marenych@ukr.net
2Полтавский университет экономики и торговли, Украина,
asemen2015@gmail.com, sakhno2001@gmail.com

РОЛЬ УФ-С ОБЛУЧЕНИЯ В СТИМУЛЯЦИИ РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ СЕМЯН МОРКОВИ

Из всего многообразия средств воздействия на семена, с помощью которых можно тормозить или ускорять их прорастание, улучшать адаптацию проростков к неблагоприятным полевым условиям, на современном этапе развития сельскохозяйственной науки можно выделить приемы, не требующие сложного технологического оборудования и дающие стабильный эффект. В контексте семенной технологии, использование физических методов для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур, имеет значительные преимущества по сравнению с традиционными методами обработки на основе химических веществ. Эффекты физической стимулирующей обработки семян могут быть рассмотрены на нескольких уровнях, начиная от морфоструктурных аспектов до изменений в экспрессии генов и накоплении белков или метаболитов. Среди физических методов стимуляции семян следует выделить использование излучений различной природы: от жестких гамма-лучей до ИК- и УФ-излучения [1, 2].
В последние два десятилетия было проведено много исследований биологических эффектов и механизмов действия УФ-В и УФ-А излучений [3, 4] на семена различных растительных культур и значительно в меньшей степени исследовано влияние УФ-С излучения [5, 6]. Особую актуальность приобретает этот вопрос для жизнедеятельности растительных культур, которые  отличаются пониженной жизнеспособностью, среди которых морковь занимает основное место.
Морковь (Daucus carota L.) является одной из важнейших сельскохозяйственных культур, благодаря высокому содержанию в ее корнеплодах каротина, минеральных солей, витаминов, эфирных масел и углеводов. Однако, биологические и урожайные качества ее семян одних и тех же сортов при выращивании их в разных условиях неодинаковы. Семена моркови содержат эфирные масла, которые затрудняют к ним доступ влаги, поэтому они медленно набухают и прорастают. В связи с использованием физических методов стимуляции возникла возможность управления ростовыми процессами с помощью модификации уровня ультрафиолетового воздействия на семенной материал.
Действие УФ-С излучения на семена основано на способности вызывать фотохимические превращения в облучаемом материале. В прорастающих семенах и растениях роль регуляторов скорости биохимических процессов выполняют ферменты, ростовые вещества и витамины. Находясь в небольших количествах, эти вещества оказывают влияние на скорость роста и формирование продуктивности. Поэтому даже небольшие, на первый взгляд, химические и биохимические изменения в семенах, связанные с поглощением энергии УФ-С излучения, могут оказать существенное влияние на развитие растения и его продуктивность.
Выбор моркови в качестве культуры для изучения влияния облучения обоснован тем, что ее семена отличаются пониженной жизнеспособностью и потому крайне необходимо подобрать эффективные методы их стимуляции.
Для проведения исследований были отобраны семена 5 сортов моркови: Перфекция (1), Шантане Роял (2), Долянка (3), Яскрава (4), Нантская (5). В качестве источника облучения использовали УФ лампу типа ZW20D15W мощностью 20 Вт [7]. Варьируя время облучения и расстояние до УФ-источника создавали необходимую дозу УФ-С облучения: 120 Дж/м2, 200 Дж/м2, 500 Дж/м2 и 1000 Дж/м2.
Влияние УФ-С излучения на ростовые процессы в семенах моркови оценивали по основным признакам, характеризующим качество посевного материала - энергии прорастания и всхожести. Энергия прорастания - показатель, характеризующий скорость прорастания семян, всхожесть семян (лабораторная) - это отношение количества проросших семян к количеству высеянных, что определяется в лабораторных условиях и  выражается в процентах. От лабораторной всхожести, наряду с другими факторами, в значительной степени зависит полевая всхожесть семян.
Энергию прорастания и всхожесть семян моркови определяли в лабораторных условиях через 5 и 10 суток, соответственно, по методикам согласно [8]. Полученные витальные показатели семян моркови представлены в таблицах 1, 2.

Таблица 1. Влияние УФ-С облучения (Дж/м2) на энергию прорастания семян моркови (%).


Таблица 2. Влияние УФ-С облучения (Дж/м2) на всхожесть семян моркови (%).


На рис.1. представлены образцы ростков моркови сорта Нантская.



Рис.1. Образцы ростков моркови сорта Нантская а) контрольный образец без облучения; б) образец, облученный дозой 120 Дж/м2; в) образец облученный дозой 250 Дж/м2.

Как следует из представленных данных, облучение семян моркови всех исследуемых сортов вызывает активную стимуляцию ростовых процессов при дозе УФ-облучения в 120 Дж/м2, для сорта Яскрава можно выделить диапазон 120-250 Дж/м2. Доза радиации 120-150 Дж/м2 может быть определена как наиболее оптимальная, при которой процент всхожести семян моркови имеет максимальное значение для всех исследуемых сортов. Наибольший прирост всхожести (разница между облученным и контрольным образцом) 57% отмечается для сорта Долянка, одинаковый прирост – 27-29% показали сорта Шантане Роял и Нантская. При дозах радиации больше 200-250 Дж/м2 наблюдали снижение показателей исследования, а при дозах 500-1000 Дж/м2 всхожесть исследуемых сортов моркови уменьшилась в несколько раз.
Таким образом, установлена общая закономерность изменения величины всхожести семян различных сортов моркови - реакция семян на УФ-облучение зависит не только от дозы УФ-С излучения, но и от биологических и морфологических особенностей культуры.
Выводы. Проведенные исследования показали эффективность применения УФ-С излучения в дозах 120-150 Дж/м2 для предпосевной обработки семян моркови. Лабораторная всхожесть семян, облученных УФ-С светом указанными дозами, на 27 % превышает всхожесть контрольных образцов. На основании проведенных исследований можно сде¬лать заключение, что использование УФ-излучения в диапазоне длин волн 200-280 нм для предпосевной обработки семян моркови имеет хорошую перспективу в качестве стимулятора ростовых процессов и может быть рекомендовано для ряда культур, для которых иные способы подготовки семян не дали удовлетворительных результатов.

Список использованной литературы:

1.Govindaraj M. Effect of physical seed treatment on yield and quality of crops: A review/ M. Govindaraj, P. Masilamani, V. Alex Albert, M. Bhaskaran // Agricultural Reviews. – 2017. – 38 (1). – P. 1–14. 2. Surjadinata B.B. UVA, UVB and UVC Light Enhances the Biosynthesis of Phenolic Antioxidants in Fresh-Cut Carrot through a Synergistic Effect with Wounding/ B.B. Surjadinata, D.A. Jacobo-Velázquez, L. Cisneros-Zevallos // Molecules. – 2017. – 22. – P. 668–681. 3. Wenke L. Effects of day-night supplemental UV-A on growth, photosynthetic pigments and antioxidant system of pea seedlings in glasshouse /L. Wenke, Y. Qichang //African Journal of Biotechnology. – 2012. -  V. 11(82). – Р. 14786–14791. 4. Sugimoto К. Seed germination under UV-B irradiation/ К. Sugimoto// Bull. Minamikyushu Univ. – 2013. – 43A. – Р. 1–9. 5. Семенов А. О. Аналіз ролі УФ-випромінювання на розвиток і продуктивність різних культур / А. О. Семенов, Т. В. Сахно, Г. М. Кожушко // Світлотехніка та електроенергетика. – 2017. – № 2. – С. 3–16. 6. Semenov A. Influence of pre-sowing UV-radiation on the energy of germination capacity and germination ability of rapeseed / A. Semenov, G. Kozhushko, T. Sakhno // Technology audit and production reserves. – 2018. – № 5/1(43). – Р. 61–65. 7. Семенов А.О. Безозонні бактерицидні лампи для установок фотохімічної і фотобіологічної дії / А. О. Семенов, Г. М. Кожушко, Л. В. Баля //  Технологический аудит и резервы производства. – 2015. – № 4/1 (24). – С.  4–7. 8. Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості: ДСТУ-4138-2002. [Чинний від 01-01-2004] – К.: Держспоживстандарт України, 2003. – 173 с. – (Державний стандарт України).