Влияние СВЧ-обработки на относительную засухоустойчивость яровых и озимых злаков 

Ольга Михайловна Соболева, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии, Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России (Россия, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А), E-mail: meer@yandex.ru
Екатерина Петровна Кондратенко, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры агрономии, селекции и семеноводства, Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия (Россия, г. Кемерово, ул. Марковцева, 5), E-mail: meer@yandex.ru 

633.1:537.8 

DOI

10.21685/2307-9150-2021-3-3 

Актуальность и цели. Повышение засухоустойчивости основных продовольственных культур при нарастающих изменениях климата и погоды на планете – одна из актуальнейших задач, стоящих перед учеными. Необходимость поиска новых эффективных, недорогих, безопасных методов обусловила появление данной работы. Цель исследований – определить характер влияния СВЧ-обработки на засухоустойчивость яровых и озимых злаков. Материалы и методы. Определяли относительную засухоустойчивость методом проращивания семян в растворе осмотика (сахарозы). Объектами служили семена яровой мягкой пшеницы сорта Новосибирская 31, ярового ячменя сорта Сибиряк, ярового овса сорта Креол, озимой ржи сорта Петровна, озимой мягкой пшеницы сорта Московская 56, озимой тритикале сорта Омская. Схема эксперимента включала в себя восемь вариантов, сочетающих разные концентрации растворов сахарозы (1,4, 7,4, 16,6 %) и СВЧ-обработку (частота магнетрона 2,45 ГГц, мощность 0,42 Вт, экспозиция 11 с). Контролем служил вариант с дистиллированной водой, без СВЧ-обработки. Семена проращивали при температуре 21 °С в течение семи суток. На седьмые сутки определяли результаты прорастания семян и выражали их в процентах к контролю. Результаты. Наличие повышенного осмотического давления при прорастании семян злаков (без СВЧ-обработки) приводит к уменьшению числа проростков. Увеличение концентрации сахарозы в растворе снижает количество проросших жизнеспособных семян. Однако степень этого уменьшения сильнее выражена у яровых культур. Действие высокого осмотического давления на прорастающие семена (без предварительной СВЧ-обработки) приводит к тому, что все изучаемые озимые хлебные злаки относятся к группе со средней засухоустойчивостью, яровые – к группе слабоустойчивых. Предварительная СВЧ-обработка семян существенно повышает засухоустойчивость проростков злаков, что особенно ярко проявляется у яровых. Выводы. Электромагнитное поле влияет на уровень засухоустойчивости озимых и яровых злаков. Положительный эффект электромагнитного поля СВЧ, проявляющийся в увеличении относительной засухоустойчивости злаков, более выражен для яровых культур. Наиболее существенное повышение относительной засухоустойчивости при СВЧ-обработке зарегистрировано для семян ярового ячменя сорта Сибиряк. 

Ключевые слова

электромагнитное поле сверхвысокой частоты, СВЧ, засухоустойчивость, стимулирующий эффект, пшеница, ячмень, овес, тритикале, рожь 

 Скачать статью в формате PDF

1. Yuan W., Zheng Y., Piao S. [et al.]. Increased atmospheric vapor pressure deficit reduces global vegetation growth // Sci. Adv. 2019. № 5. doi:10.1126/sciadv.aax1396
2. Zhou S., Zhang Y., Park Williams A., Gentine P. Projected increases in intensity, frequency, and terrestrial carbon costs of compound drought and aridity events // Sci. Adv. 2019. № 5. doi:10.1126/sciadv.aau5740
3. FAO. Proactive Approaches to Drought Preparedness – where Are We Now and where Do We Go from Here? Rome, 2019. 51 s.
4. Nxele X., Klein A., Ndimba B. K. Drought and salinity stress alters ROS accumulation, water retention, and osmolyte content in sorghum plants // South African Journal of Botany. 2017. Т. 108. P. 261–266. doi:https://doi.org/10.1016/j.sajb.2016.11.003
5. Ghadyeh-Zarrinabadi I., Razmjoo J., Mashhadi A. A., Boroomand A. Physiological response and productivity of pot marigold (Calendula officinalis) genotypes under water deficit // Ind. Crops Prod. 2019. № 139.
6. Wang L., Qu J. J. NMDI: A normalized multi‐band drought index for monitoring soil and vegetation moisture with satellite remote sensing // Geophysical Research Letters. 2007. Т. 34, № 20.
7. Fouad H. Physiological traits and drought tolerance indices in advanced genotypes of bread wheat (Triticum aestivum L.) // Egyptian Journal of Agronomy. 2018. Т. 40, № 2. Р. 145–154.
8. Rajala A. [et al.]. Spring wheat response to timing of water deficit through sink and grain filling capacity // Field Crops Research. 2009. Т. 114, № 2. Р. 263–271.
9. Shiri M. [et al.]. The survey of the morphological and physiological basis of maize grain yield under drought stress condition through path analysis // Technical Journal of Engineering and Applied Sciences. 2013. Т. 3, № 24. Р. 3647–3651.
10. Zhang J. China’s success in increasing per capita food production // Exp. Bot. 2011. Vol. 62. P. 3707–3711. doi:10.1093/jxb/err132
11. Соболева О. М. Экологическая оценка действия электромагнитного поля на семена озимых злаков // Достижения науки и техники АПК. 2017. Т. 31, № 11. С. 47–49.
12. Пушкина Н. В. Особенности накопления жирных кислот и оксилипинов в проростках Zeamaize L. под влиянием электромагнитного поля сверхвысокочастотного диапазона // Химия растительного сырья. 2020. № 2. С. 93–99. doi:https://doi.org/ 10.14258/jcprm.2020026268
13. Кожушко Н. Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям : метод. руководство. Л. : ВИР, 1988. С. 10–24.
14. Парфенова Е. С., Шамова М. Г., Набатова Н. А., Псарева Е. А. Оценка относительной засухоустойчивости сортов озимой ржи способом проращивания на растворе сахарозы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 11. С. 347–351.
15. Ионова Е. В., Некрасов Е. И. Физиологические методы оценки засухоустойчивости сортов и линий озимой пшеницы // Зерновое хозяйство России. 2013. № 5. С. 12–21.
16. Бычкова О. В., Хлебова Л. П., Совриков А. Б., Титова А. М. Реакция генотипов яровой твердой пшеницы в условиях моделированного осмотического и солевого стресса // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2018. № 2. С. 5–11.