× Аппарат ТОР агро

Селекция картофеля и электромагнитные неионизирующие технологии повышения урожайности картофеля в условиях крайнего севера

27. 04. 2023

Аннотация: Оценена эффективность электромагнитного воздействия слабыми неионизирующими импульсными полями на сорта картофеля селекции Института агробиотехнологий Коми НЦ УрО РАН на урожайность. Выявлено, что обработка картофеля в условиях вегетационного периода 2021 года привела к увеличению урожайности, а обработка посевного материала 2022 года (пасынков урожая 2021 года) во время вегетационного периода привела к ещё большему увеличению урожайности.

Ключевые слова: электромагнитное излучение крайне высоких частот, увеличение урожайности картофеля, аппарат «ТОР-АГРО», Республика Коми.

Информация об авторах: Зайнуллин Владимир Габдуллович, ведущий научный сотрудник, Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар; Юдин Андрей Алексеевич, директор, Институт агробиотехнологий ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар; Галкина Екатерина Анатольевна, научный специалист АО Концерн «ГРАНИТ», Москва.

Для цитирования: Зайнуллин В. Г., Юдин А. А., Галкина Е. А. «Селекция картофеля и электромагнитные неионизирующие технологии повышения урожайности картофеля в условиях крайнего севера», М.: XI Международный форум Арктика: настоящее и будущее, 2-4 декабря 2021 года, г. Санкт-Петербург., с. 130

© 2023. Concern GRANIT JSC,

 Moscow, Russia

Potato breeding and electromagnetic non-ionizing technologies for increasing potato yield in the conditions of the Far North

Abstract: The effectiveness of electromagnetic impact of weak non-ionizing pulse fields on potato varieties of the Institute of Agrobiotechnologies of Komi NC UrO RAS on yield was evaluated. It was revealed that the processing of potatoes in the conditions of the growing season of 2021 led to an increase in yield, and the processing of the seed material of 2022 (stepsons of the harvest of 2021) during the growing season led to an even greater increase in yield.

Keywords: electromagnetic radiation of extremely high frequencies, potato yield increase, TOR-AGRO apparatus, Komi Republic, agricultural engineering, biosystems engineering.

Information about the author: Zainullin Vladimir Gabdullovich, Leading Researcher, Institute of Agrobiotechnologies of the Komi National Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar; Yudin Andrey Alekseevich, Director, Institute of Agrobiotechnologies of the Komi National Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Syktyvkar; Galkina Ekaterina Anatolyevna, scientific specialist of Concern GRANIT JSC, Moscow.

For citation: Zainullin V. G., Yudin A. A., Galkina E. A. “Potato breeding and electromagnetic non-ionizing technologies for increasing potato yield in the conditions of the Far North”, Moscow: XI International Forum Arctic: Present and future, December 2-4, 2021, St. Petersburg., 130 p.

         Из-за изменений климата и нарушения экологического равновесия важным становится создание экологически пластичных генотипов картофеля, которые адаптированы к условиям выращивания и устойчивы к органическим и неорганическим факторам среды. Сорта картофеля проявляют свой генетический потенциал в определенных экологических нишах, обусловленных своеобразным сочетанием почвенно-климатических условий, что требует зональной организации селекционных программ. Раскрыть весь генетический потенциал позволяют не только погодные условия, но и плодородность почвенного покрова сельхозугодий, обеспеченная органическим и минеральными удобрениями. Без сомнения, комплексное внесение органических и минеральных удобрений является залогом повышения плодородия почв и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Однако длительное применение некоторых видов минеральных удобрений плохо воздействует на определённые агрофизические свойства почв, что особенно негативно сказывается на организации благоприятных условий выращивания на северных территориях.

         В последние годы все чаще стали искать новые технологии, повышающие урожайность сельскохозяйственных растений, более бюджетные и эффективно влияющие на качественные характеристики культуры. Электромагнитные излучения — еще один фактор, воздействующий на всхожесть и рост растений. Жизнь всех организмов зиждется на электромагнитных полях Земли, Солнца и различных изменений в космосе. Использование таких природоподобных электромагнитных волн — перспективное направление  современных технологий. Повышенное внимание привлекает необычная эффективность действия электромагнитного излучения миллиметрового диапазона нетепловой интенсивности крайне высоких частот (ЭМИ КВЧ) на живые организмы. Диапазон таких радиоволн — 1… 10 мм. [11, 3, 4]

         Действие ЭМИ КВЧ-излучения активно изучается последние 25 лет практически на всех биологических объектах — бактериях, тканях и органах человека, модельных системах и т.д. [3, 4, 1, 13]. Основным результатом воздействия является влияние на физиологические процессы и свойства у микроорганизмов: клеточное деление, морфологические свойства, скорость роста, выход биомассы и др. Ряд исследований по влиянию ЭМИ КВЧ-излучения на метаболизм фотосинтезирующих организмов, выявили его стимулирующее действие на важные физиологические процессы [9, 15, 12]. Эффекты от воздействия ЭМИ КВЧ-излучения на растения различаются в зависимости от параметров ЭМИ, экспозиции и могут быть как стимулирующими, так и угнетающими [10, 8, 7]. ЭМИ КВЧ-излучение оказывает существенное влияние на продолжительность жизни дрозофилы (D. melanogaster) и ширину листовой пластинки пшеницы (Т. aestivum) [16].

         Хоть ЭМИ КВЧ-излучение и относится к сверхслабым воздействиям, но обладает большим потенциалом — при облучении объект поглощает ничтожно малое количество энергии, но эффект воздействия на организмы оказывается впечатляющим. Например: стимуляция выхода биомассы у цианобактерий может достигать двух и более раз [15]. Влияние ЭМИ КВЧ-излучения на биологические объекты имеет резонансный характер — то есть частотную, временную и мощностную зависимость.

В нашей работе мы оценили эффективность технологии дистанционной ЭМИ КВЧ обработки сортов картофеля слабыми неионизирующими импульсными полями.

Материал и методы

         В работе были использованы 5 сортов картофеля (разных сроков созревания), из которых 3 — местной селекции (Зырянец,; Печорский — среднеранние сорта; Вычегодский — среднеспелый сорт) и 2 сорта из реестра сортов, рекомендованных для территорий Республики Коми (Аврора — среднеспелый сорт; Гала — среднеранний сорт).

         Оценка эффективности облучения картофеля проводилась на поле Института агробиотехнологий ФИЦ Коми НЩ УрО РАН. Учетная площадь под опытом — 800 м2.

         Схема посадки — 0,7м х 0,З м, посадка (ручная) в предварительно нарезанные гребни, 26.05.2021г.

         Полевые наблюдения за сортами картофеля проведены по стандартной схеме [15, 16]. Агрохимические анализы почвы и химический состав клубней выполнены по общепринятым методикам в аналитических лабораториях института ФГБУ «Станция агрохимической службы «Сыктывкарская».

         Отобранные для эксперимента клубни картофеля сортов местной селекции были подвергнуты электромагнитному воздействию аппаратом «ТОР-АГРО» (АО «Концерн Гранит») в режиме 15/5 (15 минут воздействия — 5 минут перерыв) индивидуальным спектром воздействия (know how АО «Концерн ГРАНИТ»). Контрольные (необработанные) растения сорта Печорский, Зырянец и Вычегодский были высажены в качестве защитных полос экспериментального участка.

Результаты


         Из таблицы 1: обработка ЭМИ КВЧ привела к существенному увеличению площади листьев растений на всех изучаемых образцах (р </= 0,05). Можно отметить крупные листья ботвы у всходов сортов Печорский, Зырянец, оценка визуальная (рисунок).

Таблица 1 – Площадь листовой пластинки (10 кустов) (см2)

Pисунок 1. Экспериментальный учасmок. Bcxoды на 29.06.2021г. (Сорт Зырянец)

Образцы брались с 10 кустов каждого сорта от середины основного побега. Обрывались одиночные листья (ширина листа более 1 см) и взвешивались. С листьев брались «высечки». Площадь высечки — 2,01 см2. (20-30 листьев). S= [Р листьев х (2,01х число высечек)]/Р высечек Измерение площади листа проводили с отклонением от стандартной методики, согласно которой необходим отбор листьев всего куста. Для выполнения данной методики необходимо выкапывать весь куст, оценивать корневую систему (наличие клубней, их инвентаризация) и далее по схеме [5]. В нашем варианте не рассчитывали поправку густоты посева (S/га).

         Ранее было показано, что средняя урожайность сорта (по данным оригинаторов сорта) такая: Печорский — 42 т/га, Зырянец — 38 т/га, Вычегодский — 36 т/га, Аврора — 25 т/га, Гала — 22 — 26т/га [6].

         Из таблицы 2:  урожайность сортов, обработанных «ТОР-АГРО», ниже заявленных величин по сравнению с нормой сортов местной селекции. Надо отметить, что эксперимент проводился на неподготовленном участке (согласно требованиям к почвам для выращивания картофеля). Использованный под эксперимент участок ранее никогда не использовался с целью выращивания сельскохозяйственных культур.

Агрохимические показатели почвы

         Органическое вещество: 4,7 — 6,2 %; pHKCI — 5,6-5,75; гидролитическая кислотность: 2,5-2,9 Ммоль/100г; подвижный фосфор: 1000-1500 мг/кг почвы; подвижный калий: 180-210 мг/кг почвы; подвижный бор — 0,25-1,0.

         Из таблицы видно, что общая урожайность обработанных сортов —выше, чем в контроле на 4-32%. Всего общая прибавка в урожайности после обработки аппаратом «ТОР-АГРО» по базовым местным сортам прирост урожайности составил 27%.

Вывод: в условиях Республики Коми более чувствительными оказались сорта местной селекции, т.е. сорта, полученные в условиях данной местности.

Полученные результаты необходимо оценить в условиях Арктического региона (Усть-Цилемский район РК), климатические условия которого отличаются от условий районов, относящихся к Крайнему Северу.

Таблица 2. – Урожайность сортов картофеля после ЭМИ обработки

Список литературы:

  1. Adey, W.R. Tissue interactions with nonionizing electromagnetic fields. Physiol. Rev. 1981, 61, 435-514
  2. Андрюхина, Н. А. Методика исследований по культуре картофеля / Н.А. Андрюхина, Н С. Бацанов, Л.В. Будина. – М.: НИИКХ, 1967. – 262 с.
  3. Девятков Н.Д., Бецкий О.В. Особенности взаимодействия миллиметрового излучения низкой интенсивности с биологическими объектами // Сб. докл.: Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине. М.: ИРЭ АН СССР. 1985. с.6-20
  4. Девятков Н. Д., Голант М. Б., Бецкий О. В. Миллиметровые волны я их роль в процессах жизнедеятельности. — М.: Радио и связь, 1991.— 168 с.
  5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
  6. Зайнуллин В.Г., Юдин А.А., Быков С.А. Картофель. Факторы урожайности. Сыктывкар. 2021. — 160 с.
  7. Калье М. И. Влияние КВЧ-излучения миллиметрового диапазона на физиологические процессы прорастания семян пивоваренного ячменя. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 2 (2), с. 399-401.)
  8. К вопросу о механизмах взаимодействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения с растительными объектами. // Ж. Э. Мазец, К. Я. Кайзинович, А. Г. Шутова // Весцi БДПУ Серыя 3. Фiзiка, матэматыка, iнфарматыка, бiялогiя, геаграфiя. — 2014. — N 1.— С. 26 — 31
  9. Ли Ю. В., Терехова Л.П., Алферова И.В., Галатенко О.А., Гапочка М.Г. Применение сукцессионного анализа в комбинации с КВЧ-излучением для селективного выделения актиномицетов из почвы // Микробиология. 2003. т.72, №1, с. 131-135;
  10. Мазец Ж. Э., Кайзинович К. Я., Пушкина Н. В., Родионова В. Н., Свиридович Е. В. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на активность амилаза в пророках LUPINUS ANGUSTIFOLIUS L.// Труды БГУ 2013, том 8, часть 2 – с. 95-101.
  11. Нетепловые эффекты миллиметрового излучения / Под ред. Н.Д. Девяткова. – М.: ИЗЭ АН СССР. – 1981. – 186 с.
  12. Rosado M. M., Simko M., Mattsson M-O, Pioli C. Immune-modulating perspectives for low frequency electromagnetic fields in innate immunity// Frontiers in Public Health. 2018. 13 p. Dot 10.3389/fpubh.2018.0085
  13. Saliev, T,; Begimbetova, D.; Masoud, A.R; Matkarimov, B. Biological effects of non-ionizing electromagnetic fields: Two sides of a coin. Progress in BiophysicsandMolecularBiology 2019, 141, 25-36.
  14. Симаков, Е. А., Анисимов Б. В. Приоритеты развития селекции и семеноводства картофеля // Картофель и овощи. – 2006. — № 8. – С. 4-5.
  15. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Бецкий О.В., Гуляев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезирующие организмы // М.: изд. Радиотехника. 2003.
  16. Эколого-биологические особенности динамики признаков drosophila melanogaster и triticum aestivum в зависимости от дозы КВЧ-излучения В. В. Бабкина, Е. А. Алленова, И. В. Матюхин, Г. В.Чернова, О. П. Эндебера// Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2013, № 4 (1), с. 162-168.

Смотреть оригинал статьи