Использование мягколучевой рентгенографии для оценки качества семян земляники

ehffektivnosti i reglamentov primeneniya pesticidov [Methods of automated calculation of the cost of research field experimental work to assess the biological effectiveness and regulations of the use of pesticides] Saint Petersburg. 2015: 30 (In Russian). 8.Goncharov N.R., Lysov A.K., Naumova N.I., Kornilov T.V. Ekonomicheskaya

tselesoobraznost' primeneniya tekhnologii UMO s prinuditel'nym osazhdeniem kapel' v sisteme zashchity kartofelya ot vreditelei [Economic feasibility of the use of ULV technology with forced sdeposition of drops in the system of protection of potatoes from pests]. Sovremennye tekhnologii i sredstva zashchity rasteniî-platforma dlia innovatsionnogo osvoeniia v APK Rossii. [Modern plant protection technologies and means - platform for innovative development in Russian agricultural sector]. Proc. Int.Sci. Prac. Conf. Sankt-Peterburg-Pushkin. 2018: 53-55 (In Russian).

9. Goncharov N.R. Metodika ehkonomicheskoj ocenki ehffektivnosti meropriyatij po zashchite rastenij v usloviyah proizvodstvennogo ehksperimenta [Methods of economic evaluation of the effectiveness of plant protection measures in a production-scale experiment]. Saint Petersburg. 2017: 27 (In Russian).

10. Goncharov N.R., Naumova N.I. Ehkonomicheskoe obosnovanie primeneniya sredstv zashchity na priusadebnyh uchastkah Severo-Zapada Rossii [Economic justification of the use of plant protection equipment in the garden plots in the North-West Russia]. Fitosanitarnoe ozdorovlenie ehkosistem: Materiala Vtorogo Vseros. s"ezda po zashchite rastenij. [Phytosanitary improvement of ecosystems. Proc. 2nd All-Russia Cong. On Plant Protection]. Saint Petersburg. 2005. vol. 2: 470-472

УДК 634.1:539.261:581.48 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10129

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЯГКОЛУЧЕВОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

СЕМЯН ЗЕМЛЯНИКИ

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 метода микрофокусной рентгенографии для изучения качества семян земляники в селекционном процессе. Эксперименты показали, что исследуемые семена имели не видимые глазу дефекты. Семена были разделены на четыре группы: здоровые семена, недостаточно выполненные семена, семена с отслоением оболочки от эндосперма, семена с загнившим эндоспермом. Рентгеноскопические снимки семян земляники F. Vesca показали, что наибольшие дефекты семян приходились на щуплые и загнившие семена (по 10%). Общее количество дефектов оценили в 24%, здоровых семян в партии оказалось 76%. Семена земляники сорта Русич выглядели при рентгеноскопической диагностике намного лучше. Дефектных семян разных категорий насчитывалось всего 6%, а здоровых - 94%. Неплохие результаты показала рентгенография семян и по сорту Полка. Наибольшее количество дефектов пришлось на загнивание

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

_растениеводства и животноводства_

семян около 10%, дефектных семян набралось 20%, здоровых семян - 80%. Более дефектными оказались семена земляники сорта Зенга-зенгана. Загнивших семян этого сорта было обнаружено почти 14%, а щуплых семян целых 8%. В целом дефектных семян набралось почти 26%, а здоровых -74%. Еще более худшие результаты получены по семенам земляники сорта Юния смайдс. Загнивших семян обнаружено целых 20%, а щуплых 8%. Почти треть проанализированных семян оказалась с дефектами - 32%, здоровых семян насчитывалось всего 68%. Намного лучшие результаты получены при рентгенографии семян земляники сорта Дивная. Дефектных семян по этому сорту в совокупности набирается всего 12%, соответственно здоровых - 88%. По сорту земляники Сударушка картина не такая радужная. Главным дефектом ее стало загнивание семян 18%. Общее количество дефектных семян составило 26%, а здоровых - 74%. Результаты анализа семян, на жизнеспособность, проведенные рентгеноскопией и путем лабораторного проращивания семян, дали примерно одинаковые показатели. Самые высокие показатели получены по сорту Русич, затем следовали Дивная и Полка. Самые низкие показатели дали семена сорта Юния смайдс. Таким образом, метод микроскопической рентгенографии может быть успешно применен в селекции земляники для определения качества семян.

Ключевые слова: земляника, семена, селекция, мягколучевая микрофокусная рентгенография.

Для цитирования. Безух Е.П. Использование мягколучевой рентгенографии для оценки качества семян земляники // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1(98). С.124-133

APPLICATION OF SOFT X-RAYS FOR STRAWBERRY SEED QUALITY ASSESSMENT E.P. Bezukh, Cand. Sc.

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

The article presents the results of application tests of micro-focus radiography to monitor the strawberry seed quality in the breeding process. Experiments demonstrated the seeds under study to have hidden, invisible to the naked eye defects. The seeds were divided into four groups: the healthy seeds, the seeds with underdeveloped endosperm, the seeds with the seed coat detached from endosperm, and the rotten seeds. X-ray images of F. Vesca strawberry seeds showed that defects of endosperm underdevelopment and seed rot accounted for 10% each. In the batch, there were 24% of defective seeds and 76% of healthy seeds. X-ray monitoring of Rusich strawberry seeds gave much better results: 6% of defective seeds of different categories and 94% of healthy seeds. Polka variety also demonstrated good results: 20% of defective seeds, with 10% being rotten ones, and 80% of healthy seeds. Zenga zengana strawberry variety had more defective seeds (26%), with 14% being rotten seeds and as much as 8% being underdeveloped seeds. Healthy seeds accounted for 74%. Even worse results were obtained on the seeds of Junia smaids variety. There were detected as much as 20% of rotted seeds and 8% of underdeveloped ones. Almost one third of the studied seeds were found to have defects (32%) and only 68% of seeds were healthy. Much better results were obtained when studying Divnaja variety seeds: the seeds with different defects were only 12%, while the healthy seeds were 88%. The situation with Sudarushka variety was not so optimistic. The main defect was the seed rot (18%). The total number of defective seeds accounted for 26%, and healthy ones - 74%. The results of seed viability tests by soft x-rays and by laboratory germination were approximately the same. Rusich, Divnaja and Polka varieties demonstrated the best performance, while Junia smaids variety demonstrated the poorest performance. The conclusion is that the method of micro-focus radiography can be successfully used in the strawberry breeding to estimate the quality of seeds.

Keywords: strawberry; seeds; breeding; soft micro-focus radiography.

For citation: Bezukh E.P. Application of soft X-rays for strawberry seed quality assessment.

Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 1

Введение

Земляника - садовая культура,

обширно распространенная почти повсеместно. О значимости и полезности культуры говорить не приходится, она общеизвестна. Стоит сказать, что за многовековую историю выведено множество сортов земляники, и процесс этот не останавливается ни на миг. Только за последние 15 лет в разных почвенно-климатических зонах нашей страны получено не менее 250 новых сортов земляники. Новые сорта вытеснили из районированного сортимента старые малозимостойкие и недостаточно урожайные сорта. Однако, районированный сортимент и в настоящее время имеет существенные недостатки. В производстве не хватает сортов универсального назначения со сверхранним, ранним и поздним сроком созревания. Это сокращает сроки потребления ягод земляники в свежем виде. Крайне мало сортов земляники подходящих к механизированной уборке и с комплексной устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды, а также устойчивостью к болезням и вредителям [1, 2, 3, 4].

Конечно, нет сомнений, что выводятся самые замечательные и прекрасные сорта. В этом плане наша работа призвана помочь селекционерам в определении качества получаемых гибридных семян. Чтобы использовать в селекционном процессе только проверенные семена, обладающие повышенными качественными

характеристиками. А для начала разберемся, как же получают эти семена. Когда ягоды полностью созреют их или раздавливают на фильтрованной бумаге или лезвием срезают кусочки мягких тканей вместе с семенами и

раскладывают их на бумаге. Записывают срок проведения скрещивания и наименование родительских пар. Как только мякоть высохнет, выбирают семена, которые легко отделяются от бумаги. Полученные гибридные семена складывают в подписанные бумажные пакетики и хранят в комнатных условиях, в сухом месте. Семена остаются всхожими при температуре хранения от +1 до +4 градуса порядка 20 лет. По другим данным семенной материал садовой земляники остается

жизнеспособным до пяти лет, процент всхожести семян старше двух лет падает очень сильно. Иногда большая часть посевного материала оказывается нежизнеспособной. Бывает, что прорастание свежих семян сильно варьирует по срокам. Всходы могут появиться или уже на 10 сутки, или только через 90 дней. Лучше семена высевать весной после предварительной месячной -

полуторамесячной стратификации во влажном песке. Есть опыт высева семян и осенью в ящики с хранением этих ящиков зимой в снегу при условии, что этот снег зимой не тает.

Для появления качественных сеянцев должны быть отобраны только здоровые семена. Семена отбираются различными способами, включающими визуальные, механические и химические приемы определения их жизнеспособности, также широко распространен метод проращивания семян. Но все они носят разрушительный для семян характер. После их использования семена становятся непригодными для дальнейшего использования. На практике, в настоящее время, существует лишь один способ оценки жизнеспособности семян,

который полностью сохраняет их пригодными для дальнейшего применения. Он идеально подходит для использования в селекции ягодных культур, когда в работе бывает, задействовано небольшое количество семян. Это метод мягколучевой, микрофокусной рентгенографии. Он с успехом уже используется практиками и учеными для точного диагностирования качества семян зерновых, овощных и плодовых культур [5, 6, 7]. В селекции ягодных культур для определения качества семян применяется впервые.

Материалы и методы

Исследования проведены на базе Электротехнического университета (ЛЭТИ) и Института агроинженерных и экологических проблем

сельскохозяйственного производства в 20152018 гг. Семена земляники поступили на исследования из Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова. Всего в исследованиях принимало участие одна форма и шесть сортов земляники, по 600 семян в каждом варианте. Семена были расклеены на специально подготовленные карточки. Опыты заложены в 4-х кратной повторности. Исследования сделаны на передвижной рентгенодиагностической установке ПРДУ-02. В работе применялся рентгеновский микроскоп РМ-1,

позволяющий разглядеть мелкие

морфологические особенности семян. Режим рентгеновской съемки семян земляники (1718 кВ, 70 -75 мкА с экспозицией 2 мин). При проведении исследований пользовались ГОСТами [8, 9]. Математическую обработку полученных данных проводили методом дисперсионного анализа [10].

Цель данной работы определить возможность использования рентгеноскопии для диагностирования качества семян земляники в ее селекционном процессе.

Результаты и обсуждение

Эксперименты показали, что

исследуемые семена имели скрытые, не видимые глазу дефекты. Семена были разделены на четыре группы: здоровые семена, щуплые семена, семена с отслоением оболочки, загнившие семена. Поврежденные семена, как и здоровые, представлены на рисунках 1 и 14.

Рис. 1. Рентгенографический снимок семян земляники F. vesca, выполненный прибором ПРДУ 02

а б в г

Рис. 2. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

Рентгеноскопические снимки семян земляники F. Vesca показали, что наибольшие дефекты семян приходились на щуплые и загнившие семена, примерно по 10%, тех и других. Еще 4% семян имели дефекты в виде отставания оболочки от эндосперма. Общее количество дефектов оценили в 24%. Таким образом, здоровых семян в партии оказалось 76%.

Рис. 3. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Русич, выполненный прибором ПРДУ 02

Рис. 5. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Полка, выполненный прибором ПРДУ 02

а б в г

Рис. 4. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

а б в г

Рис. 6. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

Семена земляники сорта Русич выглядели при рентгеноскопической диагностике намного лучше. Щуплых семян насчитывалось примерно 2%. Загнивших -2%. Семян с отставанием оболочки от эндосперма тоже примерно 2%. Как видно из исследований дефекты распределились по этому сорту примерно поровну. Таким образом, дефектных семян присутствовало в партии всего 6%, а здоровых - 94%.

Неплохие результаты показала рентгенография семян и по сорту Полка. Щуплых семян в партии насчитывалось всего 6%. С отставшей оболочкой выявлено 4% семян, а загнивших было несколько больше - 10%. Итого дефектных семян набралось 20%. Здоровых семян - 80%, неплохо.

Рис. 7. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Зенга-зенгана, выполненный прибором ПРДУ 02

Рис. 9. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Юния смайдс, выполненный прибором ПРДУ 02

а

б

в

г

б

Рис. 8. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

Рис. 10. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

Более дефектными оказались семена земляники сорта Зенга-зенгана. Так загнивших семян этого сорта было обнаружено почти 14%, а щуплых семян целых 8%. Семян с отставшей оболочкой от эндосперма выявлено на уровне с предыдущим сортом 4%. В целом дефектных семян по этому сорту набралось почти 26%, а здоровых - 74%.

Еще более худшие результаты получены по семенам земляники сорта Юния смайдс. Загнивших семян обнаружено целых 20%, а щуплых 8%. Семян с отставшей оболочкой выявлено 4%. Треть проанализированных семян оказалась с дефектами их выявлено почти 32%. Таким образом здоровых семян насчитывалось всего 68%.

а

в

г

Рис. 11. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Дивная, выполненный прибором ПРДУ 02

Рис. 13. Рентгенографический снимок семян земляники сорта Сударушка, выполненный прибором ПРДУ 02

а б в г

Рис. 12. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

Намного лучшие результаты получены при рентгенографии семян земляники сорта Дивная. Где семян с отставшей оболочкой насчитывалось всего 2%, а щуплых 4%. Загнивших семян также выявлено небольшое количество всего 6%. Итого дефектных семян по этому сорту в совокупности набирается всего 12%, соответственно здоровых - 88%.

а б в г

Рис. 14. Здоровые и поврежденные семена земляники: а - здоровое семя; б - щуплое семя; в - с отслоением оболочки; г - загнившее семя

По сорту земляники Сударушка картина не такая радужная. Главным дефектом ее стало загнивание семян 18%, на втором месте отставание оболочки семян от эндосперма 6%. Щуплость семян составила всего 2%. Общее количество дефектных семян составило 26%, а здоровых - 74%.

Все дефекты семян земляники по сортам и их количество снесены в табл.1.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

растениеводства и животноводства_

Таблица 1

Семена земляники с различными дефектами определенными при помощи микрофокусной рентгенографии, их состав и процентное соотношение

Сорт Щуплые Загнившие Семена с Здоровые

семена семена отставшей семена

оболочкой

шт. % шт. % шт. % шт. %

Б. Уе8еа 5 10 5 10 2 4 38 76

Русич 1 2 1 2 1 2 47 94

Полка 3 6 5 10 2 4 40 80

Зенга-зенгана 4 8 7 14 2 4 37 74

Юния смайдс 4 8 10 20 2 4 34 68

Дивная 2 4 3 6 1 2 44 88

Сударушка 1 2 9 18 3 6 37 74

НСР05 1,73 - 1,95 - 1,69 - 2,31 -

Для проверки точности сделанной рентгенографической диагностики семян земляники было проведено их лабораторное проращивание, для сравнения полученных

результатов в двух вариантах. Результаты лабораторного проращивания семян и микрофокусной рентгенографии

представлены в табл.2

Таблица 2

Жизнеспособность семян различных сортов земляники, определенная

разными методами

Сорта Лабораторное проращивание Микрофокусная рентгенография НСР05

шт. % шт. %

Б. уе8еа 38 75 39 76 1,24

Русич 46 93 47 94 1,30

Полка 40 80 40 80 1,25

Зенга-зенгана 38 75 37 74 1,31

Юния смайдс 33 67 34 68 1,28

Дивная 44 88 44 88 1,23

Сударушка 38 75 37 74 1,27

Как видно из данных, представленных в табл. 2, результаты анализа семян на жизнеспособность двумя используемыми методами дали примерно одинаковые показатели. Самые высокие показатели получены по сорту Русич, затем следовали Дивная и Полка. Самые низкие показатели дал сорт Юния смайдс.

Выводы

1. Метод рентгенографии можно с успехом использовать для определения качества семян земляники при ее селекции.

2. Рентгенография позволяет определить скрытые дефекты внутренней структуры семян земляники не видимые визуально.

3. Рентгенография позволяет оперативно отобрать здоровые семена земляники с целью использования их для последующего посева.

4. Рентгенография семян земляники обладает 5. Рентгенография особенно эффективна быстротой исполнения. при анализе небольшого количества семян

земляники.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Пехото Л.Т., Иванова К.А. Земляника. Л.: Лениздат, 1975. 104 с.

2. Белов В.Ф., Чухляев И.М. Земляника. М.: Агропромиздат, 1989. 40 с.

3. Киртбая Е.К., Щеглов С.Н. Земляника. Краснодар, СКЗНИИСиВ, 2003. 170 с.

4. Говоров Г.Ф., Говоров Д.Н. Земляника и клубника. М.: Проспект, 2016. 320 с.

5. Архипов М.В., Гусакова Л.П., Алферова Д.В. Рентгенография растений при решении задач семеноведения и семеноводства. Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, 2011. № 22. С. 336-341

6. Рентгенографический анализ качества семян овощных культур: метод. указания/ отв. сост. к. с.-х. н. Ф.Б. Мусаев. СПб.: Изд-во СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. 42 с.

7. Безух Е.П., Потрахов Н.Н., Бессонов В.Б. Рентгенография в плодоводстве: учеб. метод. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 52 с.

8. ГОСТ 13056.1-67. Семена деревьев и кустарников. Правила отбора образцов и методы определения посевных качеств семян. М.: Издательство стандартов, 1988. 40 с.

9. ГОСТ 12036-85. Семена сельскохозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб. М.: Изд-во стандартов, 2004. 12 с.

10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

REFERENCES

1. Pekhoto L.T., Ivanova K.A. Zemlyanika [Wild strawberry]. Leningrad: Lenizdat, 1975: 104.

2. Belov V.F., Chukhlyayev I.M. Zemlyanika [Wild strawberry]. Moscow: Agropromizdat. 1989: 40.

3. Kirtbaya Ye.K., Shcheglov S.N. Zemlyanika [[Wild strawberry]. Krasnodar, North Caucasian Region Research Institute of Horticulture and Viticulture. 2003:170.

4. Govorov G.F., Govorov D.N. Zemlyanika i klubnika [Wild and garden strawberry]. Moscow: Prospekt. 2016: 320.

5. Arkhipov M.V., Gusakova L.P., Alferova D.V. Rentgenografiya rasteniy pri reshenii zadach semenovedeniya i semenovodstva [Plant radiography in solving the problems of seed studies and seed breeding]. Izvestiya Sankt-

Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2011. No 22: 336-341

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

7. 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.

8. GOST 13056.1-67. Semena derev'yev i kustarnikov. Pravila otbora obraztsov i metody opredeleniya posevnykh kachestv semyan [State Standard 13056.1-67. Seeds of trees and shrubs. Rules of sampling and methods for determining

the seed sowing qualities]. Moscow: Standartinform. 1988: 40.

10. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta

УДК 658.513:631.36:836 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10130

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ КОНСЕРВАНТОВ ПРИ ЗАГОТОВКЕ ПРЕССОВАННОГО В РУЛОНЫ СЕНА ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ

A.В. Зыков; А.М. Захаров, канд. техн. наук

B.А. Юнин, канд. техн. наук;

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

Основным направлением при разработке технологии заготовки сена повышенной влажности в рулонах является консервирование его химическими препаратами в процессе прессования. Это позволяет заготавливать сено влажностью - 30-40%, сократить время вымывания питательных веществ из растений при неблагоприятных погодных условиях и тем самым уменьшать потери при заготовке и хранении. Чистая пропионовая кислота и препарат АГУ-2000Плюс представляют интерес для консервирования сена повышенной влажности, они обладают сильными фунгицидными свойствами и блокируют деятельность ферментов, регулирующих дыхание клеток растения. Для определения фунгицидного и бактерицидного действия чистой пропионовой кислоты и препарата Л1У-2000 Плюс были проведены экспериментальные исследования с клеверотимофеечной смесью влажностью 30% и 40%. Результаты органолептической оценки сена на вскрытии рулонов через 3 месяца хранения показали, что при использовании химических препаратов в дозе 0,8% от массы сена, влажное сено покрывается плесенью и гнилью. На втором этапе исследований, проверяли способность консервантов предотвращать самосогревание сена в рулонах при влажности 30-40%. Средняя масса рулона была 340 кг, влажность сена 30%, ботанический состав клеверотимофеечная смесь 40%, разнотравье 60%. Рулоны были сложены в поле на настил из поддонов и укрыты рассыпным сеном, температуру измеряли с помощью электронных термощупов в течение 30 суток. В результате при внесении пропионовой кислоты в дозе 1,6 - 2,0% от массы, остаточное содержание протеина в отобранных пробах сена составило 3,5-3,7%, с использованием консервантов и 2,9% без использования консерванта. После 90 суток хранения содержание протеина снизилось незначительно (до 3,1-3,4%).

Ключевые слова: провяленная масса, химический консервант; влажность сена; фунгицидные свойства; пропионовая кислота; питательные вещества; травосмесь.

Для цитирования. Зыков А.В., Юнин В.А., Захаров А.М. Эффективность химических консервантов при заготовке прессованного в рулоны сена повышенной влажности // Технологии и

133