Using red light to activate germination of tomato seeds with an expired shelf life
Authors: Савина О.В. , Ильичёв Л.Ф. 
Published: March 2022

Проблема и цель. Из-за ухудшения посевных качеств с течением времени срок хозяйственного использования семян ограничен. Кроме того, семена могут потерять всхожесть из-за нарушения условий выращивания, условий и сроков уборки или режимов хранения семян. В этой связи особую актуальность приобретают приемы, направленные на активацию начальных ростовых процессов в растениях и повышение энергии прорастания и всхожести семян.Одним из таких приемов является предпосевное облучение семян красным светом.Цель исследования –изучить влияние различных режимов облучения красным светом на прорастание семян томата с истекшим срок годности Методология.Работа проводилась в МБУДО «Рязанская городская станция юных натуралистов» весной 2021 года. Семена томата сорта «Бычье сердце» урожая 2008 г. замачивали в воде, обогащенной кислородом с концентрацией 14 мг/л, в течение 24 часов. Температура воды 220С. Замоченные семена подвергали облучению красным светом на квантовом аппарате «РИКТА-01», марки «Витязь». Параметры обработки семян: диапазон длин волн красного света 640–730 нм, частота излучения 1000 гц; время обработки 3 мин и 5 мин. Семена контрольного варианта облучению не подвергались. Проращивание семян осуществляли в пластиковых контейнерах на увлажненном поролоне при температуре 24 0С на свету. Повторность опытов –четырехкратная, количество семян в каждом повторении 100 шт. Всхожесть и энергию прорастания семян определяли по ГОСТ 12038-84.На 10-ый день после обработки произвели посев семян опытных и контрольного вариантов в контейнеры с торфяным грунтом. Динамику появления всходов учитывали ежедневно. Через 10 дней после появления всходов в грунте произвели пикировку растений в ящики для выращивания рассады. Биометрические показатели рассады (высота растений; масса 1-го растения; количество настоящих листьев) определяли в возрасте 45 дней на десяти растениях каждого варианта в четырехкратной повторности. Статистическую обработку результатов измерений проводили по Доспехову Б.А. (2012). Результаты. Показано, что за 12 лет хранения семена томата не утратили жизнеспособность, однако без активации такие семена не способны дать полноценные всходы и обеспечить нормальный рост растений, поэтому потеряли свою практическую ценность и не подлежат использованию. Облучение таких семян красным светом в диапазоне длин волн 640-730 нм позволяет приблизить скорость начальных ростовых процессов к уровня нормальных семян и значительно продлить срок их хозяйственного использования. Облученные семена имели всхожесть 93,5%- 95,7%, что значительно выше показателей, регламентируемых ГОСТ 32592-2013. При посеве в грунт облученные семена дали дружные всходы на 2-5 сутки. Полученная рассада в возрасте 45 суток имела биометрические параметры, близкие к развитию растений, выращиваемых из семян с нормальным сроком годности. Облучение красным светом в течение 5 мин дало больший положительный эффект по сравнению с экспозицией 3 мин.
Problem and purpose. Due to the deterioration of sowing qualities over time, the period of economic use of seeds is limited. In addition, seeds may lose their germinative ability due to disturbances in growing conditions, conditions and timing of harvesting or seed storage regimes. In this regard, techniques aimed at activating the initial growth processes in plants and increasing the energy of germination and germinative ability of seeds acquire particular relevance. One of such techniques is pre-sowing irradiation of seeds with red light. The purpose of the research is to study the efect of diferent modes of irradiation with red light on the germination of tomato seeds with an expired shelf life. Methods. The work was carried out at Ryazan City Station of Young Naturalists in the spring of 2021. Tomato seeds of Bull Heart variety, harvest 2008, were soaked in oxygen-enriched water with a concentration of 14 mg/l for 24 hours. Water temperature was 22° C. The soaked seeds were irradiated with red light on a RIKTA-01 quantum apparatus, Vityaz brand. Seed treatment parameters were as it follows: wavelength of red light ranged 640–730 nm, radiation frequency was 1,000 Hz, processing time was 3 min and 5 min. The seeds of the control variant were not exposed to irradiation. Seed germination was carried out in plastic containers on moistened foam rubber at a temperature of 24° C in the light. The experiments were repeated twice, the number of seeds in each repetition was 100 pcs. Germinative ability and seed germination energy were determined according to GOST 12038-84. On the 10th day after the treatment, the seeds of the experimental and control variants were sown in containers with peat soil. The dynamics of emergence of seedlings was considered daily. 10 days after the emergence of seedlings, the plants were picked into boxes for growing. Biometric parameters of seedlings (plant height weight of 1 plant, the number of true leaves) were determined at the age of 45 days on ten plants of each variant in duplicate. Statistical processing of the measurement results was carried out according to B.A. Dospekhov (2012). Results. It was shown that for 12 years of storage, tomato seeds have not lost their viability, however, without activation, such seeds are not able to give full-fedged shoots and ensure normal plant growth, therefore, they have lost their practical value and cannot be used. Irradiation of such seeds with red light in the wavelength range of 640-730 nm makes it possible to bring the rate of initial growth processes closer to the level of normal seeds and signifcantly extend the period of their economic use. The irradiated seeds had a germination rate of 93.5-95.7 %, which was signifcantly higher than the indicators regulated by GOST 32592-2013. When sown in the ground, the irradiated seeds gave amicable shoots for 2-5 days. The resulting seedlings at the age of 45 days had biometric parameters close to the development of plants grown from seeds with a normal shelf life. Irradiation with red light for 5 min gave a greater positive efect compared to an exposure of 3 min. Conclusion. The high efciency of using red light with a wavelength range of 640-730 nm for the stimulation of tomato seeds has been confrmed. Seeds should be irradiated, pre-soaked for 24 hours in oxygen-enriched water, at a radiation frequency of 1,000 Hz and a treatment time of 5 minutes. This treatment method can be recommended to extend the economic use of expired tomato seeds.