Опыт применения рентгена в селекции малины

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2018. Вып. 97_

Под ред. E.H. Седова и Т.П. Огольцовой. Орел, ВНИИСПК. 1999. С.184-186

REFERENCES

1. Alekseev N.S. Mekhanizatsiya uborki kryzhovnika [Mechnaisation of gooseberry harvesting]. Proc. Michurin All Russian Res Inst. of Hort. Michurinsk. 1973. N 21: 235-238.

2. Utkov Yu.A. Mekhanizatsiya uborki yagod [Mechanisation of berry harvesting]. Sostoyanie i perspektivy razvitiya yagodovodstva v SSSR. Proc. Michurin All Russian Res Inst. of Hort. [Status and perspectives of berry farming in USSR]. Michurinsk. 1990. N 55: 102-105.

3. Koveshnikova E.Yu. Perspektivy promyshlennogo proizvodstva plodov kryzhovnika [Prospects for industrial production of gooseberry fruit]. Sadovodstvo i vinogradarstvo. 2001. N 3: 24-27.

4. Yakimenko O.F., Novopokrovskij V.S. Otsenka i podbor sortov chernoi smorodiny dlya mashinnoi uborki urozhaya: metodicheskie rekomendatsii [ Evaluation and selection of black currant varieties for machine harvesting: methodical guidelines]. Michurinsk. 1988: 17.

5. Koveshnikova E.Yu. Biologicheskie osobennosti sortov kryzhovnika v svyazi s

mekhanicheskoi uborkoi urozhaya x Biological characteristics of gooseberry varieties due to mechanical harvesting ]. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. Sb. nauch. rabot VSTISP [Small-fruit and berry farming in Russia. Coll. Sci.Papers of VSTISP]. Moscow. 2004. Vol. 11: 411-420.

6. Tolstoguzova V.G. Podbor sortov kryzhovnika dlya intensivnoi tekhnologii [Choise of gooseberry varieties for intensive technology]. Plodovodstvo i yagodovodstvo Rossii. Sb. nauch. statei uchenykh VSTISP, posvyashchennyi 150-letiyu so dnya rozhdeniya I.V. Michurina. [Small-fruit and berry farming in Russia. Coll. Sci.Papers of VSTISP dediacated to 150the Ann. of I.V.Michurin]. Moscow. 2005. Vol. XIII: 65-71.

7. Programma i metodika sortoizucheniya plodovykh, yagodnykh i orekhoplodnykh kul'tur. Pod red. E.N. Sedova i T.P.Ogol'tsovoi [Programme and methods of studying the varieties of small-fruit, berry and nut crops. E.N.Sedov, TP. Ogoltsova

УДК 634.1:539.261:581.48 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10105

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ РЕНТГЕНА В СЕЛЕКЦИИ МАЛИНЫ Е.П. Безух, канд. с.-х. наук

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

В статье изложены результаты экспериментов по применению для изучения качества семян малины в селекционном процессе метода микрофокусной рентгенографии. Эксперименты заложены в 2017-2018 гг. Изучались семена малины двух сортов - Полка и Поляна, в количестве 1200 шт. Они

184

подвергались мягкому рентгеновскому облучению на специализированном аппарате ПРДУ-02. Мелкие морфологические особенности строения семян снимали под большим увеличением при помощи специализированной установки - рентгеновского микроскопа РМ-01. Исследованиями установлено, что микрофокусная рентгенография позволяет выявить внутренние дефекты семян малины, которые малозаметны с наружной части без их разрушения. Выявлены следующие дефекты: невыполненность эндосперма, отслоение оболочки, загнивание, пустотелость. Семена с отслоением оболочки у сорта Полка занимали в перечне дефектов первое место около 10%, чуть меньше было загнивших семян. Невыполненность эндосперма отмечена на уровне 6%. Последнее место среди дефектов семян занимает пустотелость на уровне 3%. Общее количество дефектов по этому сорту оценивается в 27%. Основным дефектом семян сорта Поляна было загнивание - около 12%. Пустотелость и отслоение оболочки занимали в перечне дефектов семян по 6%. На втором месте по дефектам была невыполненность эндосперма около 8%. Общее количество дефектов по этому сорту Примечательно, что количество обнаруженных дефектов семян по двум сортам малины значительно отличалось друг от друга. Если основным дефектом сорта Полка было отслоение оболочки, то у сорта Поляна это было загнивание семени. По анализам дефектов видно, что семена сорта Поляна на 6% уступали сорту Полка. при помощи

микрофокусной рентгенографии удается выбрать полновесные семена для использования их в селекционном процессе, результаты рентгенографии семян малины совпадают с результатами их проращивания, семена полностью сохраняются для дальнейшей работы, что особенно важно при малом их количестве. Микрофокусная рентгенография семян малины имеет преимущества по быстроте выполнения и большой информативности. Метод эффективен при диагностировании малого количества семян в селекции ягодных культур.

Ключевые слова: семена малины, микрофокусная мягколучевая рентгенография, качество семян.

Для цитирования: Безух Е.П. Опыт применения рентгена в селекции малины // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 4(97). С.184-190

EXPERIENCE WITH X-RAY APPLICATION IN RASPBERRY BREEDING E.P. Bezukh, Cand Sc

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

The paper describes the experimental results associated with the application of microfocus x-ray diffraction to study the quality of raspberry seeds in the breeding process. The experiments were set up in 2017-2018. The seeds of two raspberry varieties Polka and Polyana, with the total amount being 1200 pieces, were exposed to soft X-ray irradiation on a special-purpose unit PRDU-02. The images of minor morphological features of the seed structure were obtained under high magnification with the help of a special-purpose installation - an X-ray microscope RM-01. The study demonstrated that this method could help to detect the internal defects in the raspberry seeds, namely underdeveloped endosperm, endosperm detachment from the seed coat, rotting, and hollowness. Such defects are hardly seen on the surface and can be revealed only by destructive methods. The Polka variety seeds demonstrated the following defects: about 10% - endosperm detachment (first place); a little less - rotten seeds; 6% - underdevelopment of endosperm, and 3% - hollow seeds. The total number of defects in this variety was estimated at 27%. The main defect of Polyana variety seeds was rotting - around 12%. Hollowness and endosperm detachment accounted for 6%

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.

_ИАЭП. 2018. Вып. 97_

each. The endosperm incompleteness was about 8%. The total number of defects in this variety was estimated at 33%. It is worth mentioning that the number of detected defects in the seeds of two raspberry varieties was significantly different from each other. The main defect of Polka variety seeds was endosperm detachment, while in Polyana variety seeds it was seed rotting. The defects analysis proved Polyana variety seeds to be 6% inferior to the seeds of Polka variety. The following conclusions were made: microfocus X-ray diffraction makes it possible to select the full-sized seeds for the breeding process; X-ray diffraction results are in line with the results of raspberry seeds germination; the seeds are fully preserved for further work that is especially important when the available seed quantity is small. Microfocus X-ray diffraction of raspberry seeds has advantages in terms of execution speed and great informative value. The method is effective in screening a small number of seeds in the berry crop breeding.

Key words: raspberry seeds, microfocus soft X-ray diffraction, seed quality.

For citation: Bezukh E.P. Experience with x-ray application in raspberry breeding. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 4

Введение

семена ягодных культур имеют высокую всхожесть и энергию

ростовыми качествами, дают достаточно продуктивные растения. Посевные качества семян малины устанавливаются после их заготовки и повторяются непосредственно перед их посевом. Основными дефектами семян малины могут быть семена с недоразвитым эндоспермом, с отслоением оболочки, пустотелые, загнившие, поврежденные болезнями и вредителями. В настоящее время существует 3 метода оценки посевных качеств семян: 1.

Органолептический метод предусматривает

Но существует и другой метод определения жизнеспособности семян путем использования микрофокусной

Использование рентгеновского излучения позволяет, не разрушая структуру семени детально рассматривать и анализировать состояние его внутренних органов и оценивать их дефекты. Позволяет выявлять щуплые семена, семена с отслоением оболочки, пустотелые, загнившие, поврежденные насекомыми, грибами, болезнями. Касательно вредного влияния рентгеновского излучения на семена, то оно не выявлено, что достигается за счет низких показателей напряжения на рентгеновской трубке, применяемых при съемках.

Рентгенография в последние годы применяется для анализа качества семян зерновых и технических культур [1, 2], овощных культур [3], плодовых культур [4, 5], в виноградарстве [6].

Материалы и методы

Все эксперименты проведены в лаборатории ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» ЛЭТИ в 2017-2018 гг. В экспериментах проанализировано 1200 шт. семян двух

оценку семян по их внешним признакам.

При химических методах окрашивают зародыши семян, для чего используют 0,05%-ный водный раствор индигокармина или применяют окрашивание тетразолом.

оценки всхожести семян путем их проращивания в лабораторных условиях. Из всего вышесказанного видно, что перечисленные методы определения жизнеспособности разрушают семена и делают их непригодными для дальнейшего использования.

сортов малины Полка и Поляна. Время проведения эксперимента апрель-май. Повторность опытов 4-х кратная.

Размещение вариантов рандомизированное. Съемка семян малины проведена на стационарной рентгеновской установке ПРДУ-02 (рис. 1).

Рис. 1. Установка ПРДУ-02

Для исследования более «мелких» морфологических особенностей строения семян использовался рентгеновский

Схема съемки семян представлена на рис. 2.

1 2 3

/\

О

а

б

Рис. 2. Схема способа съемки с увеличением: а) 1- точечный источник излучения; 2- семя яблони; 3- приемник изображения.

б) изображение семени яблони в натуре.

Снимки после сканирования

анализируются на экране компьютера визуально или автоматически с помощью разработанной компьютерной программы

Цель работы - возможность использования рентгена для анализа качества семян малины в селекции ягодных культур.

Результаты и обсуждение

Исследования выявили, что у целого ряда семян малины были обнаружены скрытые не видимые глазу дефекты. Дефектные семена были проанализированы и распределены по группам повреждений и аномалий. Образовалось пять групп семян. 1. Пустотелые семена. 2. Семена с отслоением оболочки. 3. Загнившие семена. 4. Семена с недоразвитым эндоспермом. 5. Здоровые семена.

Результаты рентгенографии семян малины двух сортов представлены на следующих рисунках 3 и 4.

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал.

ПАЭП. 2018. Вып. 97_'

«»О • 1 i

• II ( f » i

»II 1 • 1 »f W Щ »4 1 * 9

HM II Ii « 1| \ Щ ¥ »% f 1 1 1 Uj

Рис. 3. Снимок рентгенографической съемки семян сорта Полка

»И пп

* f i Ii

ч * *

V # 1

* % %

41 I

• и

ff % %

Рис. 4. Снимок рентгенографического съемки семян сорта Поляна

Микрофокусная рентгенография

применялась для выделения наилучших качественных семян распространенных сортов малины (Полка, Поляна) с целью выращивания из них в дальнейшем высококачественных гибридных растений.

Дефекты семян были классифицированы и представлены в табл. 1.

Таблица 1

Дефекты семени малины и их количество

Малина

сорт Полка сорт Поляна

Название дефектов семян Кол-во дефектов на 49 семян % Кол-во дефектов на 49 семян % 05

Невыполненность эндосперма 3 6 4 8 1,83

Отслоение оболочки 5 10 3 6 1,87

Пустотелость 1 2 3 6 1,85

Загнивание 4 8 6 12 1,88

05 1,76 - 1,80 - -

Всего неполноценных семян 13 27 16 33 2,25

Полноценных семян 36 73 33 67 2,34

Из семян малины сорта Полка семена с отслоением оболочки занимали в перечне дефектов первое место около 10%, чуть меньше было загнивших семян. Загнивание семян отмечено на уровне 8%.

Невыполненность эндосперма отмечена на уровне 6%. Ну а последнее место среди дефектов семян занимает пустотелость на уровне 3%. Суммарное количество дефектов по этому сорту оценивается в 27%.

Полноценных семян, таким образом, по сорту Полка по данным эксперимента оценивается в 73%.

Семена малины сорта Поляна выглядели по сравнению с Полкой более крупными. Основным дефектом семян этого сорта было загнивание около 12%. Пустотелость и отслоение оболочки занимали в перечне дефектов семян по 6%. На втором месте по выявленным дефектам была

невыполненность эндосперма семян около 8%.. Общее количество дефектов по этому сорту оценивается в 33%, что довольно много. Таким образом, количество

67%.

Примечательно, что количество обнаруженных дефектов семян по двум сортам малины отличалось друг от друга. Если основным дефектом сорта Полка было отслоение оболочки, то у сорта Поляна это было загнивание семени. По анализам дефектов видно, что семена сорта Поляна на 6% уступали сорту Полка.

Примечательно, что число полноценных семян выделенных путем микрофокусной рентгенографии и нормальных ростков, выращенных в лаборатории из семян, почти совпали

Жизнеспособность семян малины, определенная различными

методами, в %

Метод определения жизнеспособности семян Малина

сорт Полка сорт Поляна

Лабораторное проращивание 89 82

Микрофокусная рентгенография 88 82

Таким образом, проведение анализа семян малины при помощи микрофокусной рентгенографии может быть успешно применено в селекции ягодных культур для определения их жизнеспособности. Выводы

1. Метод микрофокусной рентгенографии выявляет дефекты внутренней структуры семян малины;

2. Внутренние дефекты семян сорта малины Поляна превышают дефекты семян сорта Полка на 6%.

3. Микрофокусная рентгенография оперативно отображает здоровые не поврежденные семена, которые можно использовать для дальнейшего посева;

4. Результаты рентгенографического анализа

семян малины полностью совпадают с

;

5. Метод микрофокусной рентгенографии определения качества семян малины особенно эффективен при анализе их малого количества, что чрезвычайно важно в современной селекции ягодных культур.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дерунов И.В. Рентгенографическое исследование семян различных

сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки: Дис. ... канд. биол. наук: 06.01.03: СПб., 2004. 116 с.

Микрофокусная рентгенография растений. СПб.: Технолит, 2008. 194 с. 3. Рентгенографический анализ качества семян овощных культур: метод, указания/

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал _ИАЭП. 2018. Вып. 97_

отв. сост. к. с.-х. н. Ф.Б. Мусаев. СПб.: Изд-

во СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. 42 с.

4. Безух Е.П., Потрахов H.H. Микрофокусная

питомниководстве плодовых культур. // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 67. С. 1822.

5. Рентгенография в плодоводстве: метод, указания/ сост.: Е.П. Безух, H.H. Потрахов, В.Б. Бессонов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 52 с.

6. Рентгенография в виноградарстве: метод.

Никольский, А.Ю. Грязнов, К.К. Жамова, НЕ. Староверов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. 53 с.

REFERENCES

1. Derunov I.V. Rentgenograficheskoe issledovanie semyan razlichnyh sel'skohozyajstvennyh kul'tur i produktov ih pererabotki: Dis. ... kand. biol. nauk [X-ray examination of seeds of various crops and products of their processing. Diss. Cand. Sc.

2. Arkhipov M.V., Potrakhov N.N. Mikrofokusnaya rentgenografiya rastenij [Microfocus X-ray diffraction of plants].Saint Petersburg: Tekhnolit. 2008: 194.

3. Rentgenograficheskij analiz kachestva semyan ovoshchnyh kul'tur: metod. Ukazaniya [X-ray analysis of vegetable seeds quality: methodical guidelines.

4. Bezukh E.P., Potrakhov N.N. Mikrofokusnaya rentgenografiya v selekcii i pitomnikovodstve plodovyh kul'tur [Microfocus X-ray diffraction in breeding and growing the planting material of fruit crops in fruit nurseries]. Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2017. N 67: 18-22.

5. Bezukh E.P., Potrakhov N.N., Bessonov V.B. Rentgenografiya v plodovodstve: metod. ukazaniya [X-ray diffraction in fruit growing: methodical guidelines]. Saint Petersburg: SPbGETU "LETI" Publ. 2017: 52.

6. Potrakhov N.N., Nikol'skij M.A., Gryaznov A.YU., Zhamova K.K., Staroverov N.E. Rentgenografiya v vinogradarstve: metod. ukazaniya [X-ray diffraction in grape growing: methodical guidelines]. Saint Petersburg: SPbGETU "LETI" Publ. 2015. 53.

УДК 631.8:53 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10106

УЛУЧШЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛЕГКОЙ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ КУРИНОГО ПОМЕТА

1 2 Ж.А. Иванова , канд. с.-х. наук; И.А. Фрейдкин , канд. с.-х. наук;

1 3

Д.А. Моисеев , канд. с.-х. наук; И.В. Соколов

ФГБНУ Агрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия