Плазма в лесном хозяйстве

06.04.2018

Согласно Наставлению по лесосеменному делу в РФ, для стимулирования массового прорастания семян и повышения грунтовой всхожести применяют разные способы предпосевной подготовки, направленные на преодоление глубокого или вынужденного семенного покоя. Эффективность действия способов зависит от видовых и биологических особенностей семян, от типа покоя и тщательности соблюдения условий подготовки.

Выбор того или иного способа предпосевной подготовки семян определяется причинами, препятствующими их прорастанию: плохой водопроницаемостью и твердостью внешнего покрова семени (большинство видов бобовых, плодовых косточковых, липа, скумпия и др.), недоразвитостью зародыша (сосны кедровые, бересклет, некоторые виды клена, ясеня), присутствием в околоплоднике ингибиторов роста (гордовина, калина). Глубина покоя семян варьируется не только у разных видов, но и в пределах одного вида, и зависит от условий, в которых происходило формирование семян, степени их зрелости, длительности
и условий хранения.

Внутри запечатанного пакета плазменные семена сохраняют свои свойства
два года

Применяют следующие способы предпосевной подготовки семян: стратификация (снегование), механическое, термическое и химическое воздействие на внешние покровы, обработку семян микроэлементами и стимуляторами роста, звуковое, ультразвуковое и магнитное облучение, дезинфекцию и дезинсекцию семян.

В настоящее время в лесном хозяйстве стали применяться новые способы обработки семян, хорошо  зарекомендовавшие себя в сельском хозяйстве. Например, довольно широкое распространение получили так называемые плазменные семена различных овощных культур.

ТЕХНОЛОГИЯ XXI ВЕКА
Это семена, прошедшие плазменную активацию или обработку потоком низкотемпературной плазмы, биологическое действие которой многокомпонентно. Основными являются: поток электронов и протонов, свободные радикалы, спектр ультрафиолетового излучения, который действует стимулирующе на семена, озонирование воздуха. Эти компоненты способствуют усилению биологической активности семян. Плазменная обработка повышает всхожесть, семена приобретают бóльшую устойчивость к внешним стрессам. Всходы становятся более равномерными, растения менее подвержены заболеваниям и способны противостоять сорнякам.

Плазменная обработка направлена на изменение свойств смачивания поверхностей различных семян и приводит к существенному увеличению скорости их прорастания, процента всхожести. Холодный процесс обработки плазмой создает крошечные отверстия на поверхности семечка, так что у него повышается способность поглощать влагу во время прорастания. Рассада или растения, выросшие из плазменных семян, крупнее по массе, имеют бóльшую жизненную силу.

Огромным преимуществом холодной плазменной обработки семян является усиление их способности противостоять болезням. Обработанные семена приобретают антимикробные, антигрибковые свойства, снижается активность любых бактерий, патогенных грибков, присутствующих на семени. Потенциал этой технологии удивителен. Ученые считают, что это поможет сохранить редкие, исчезающие виды растений. Возможно, это наше спасение от ГМО семян.

Газоразрядная низкотемпературная плазма содержит различные заряженные (ионы и электроны), нейтральные (молекулы и атомы) частицы и продукты активации плазмохимических реакций, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Плазма может окислять различные микроорганизмы и разрушать не только их оболочки, но и ДНК вирусов и бактерий. Оставаясь при этом холодной, такая плазма не разрушит теплочувствительные материалы, что дает возможность ее широкого применения в качестве сильного стерилизатора. В отличие от ставших традиционными способов стерилизации, газоразрядный метод обладает целым рядом отличительных преимуществ. Изначально холодные температуры, дают возможность стерилизовать теплочувствительные материалы. Кроме того, большой спектр агентов, которые включает в себя плазма с газовым разрядом (это заряженные частицы, нейтралы, разнообразные продукты активации плазмохимических реакций, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение), дает возможность значительно сократить время, нужное для стерилизации, – до 2–3 минут.

ПРОВЕРЕНО – РАБОТАЕТ!
Испытания семян, обработанных плазмой, были произведены в разных уголках планеты, во всех климатических зонах и при разных условиях. И везде получены отличные результаты. Американскими учеными при выращивании культуры из обработанных семян было отмечено увеличение урожайности томатов в 5 раз. При этом никаких генетических изменений не обнаружено. Японские аграрии заметили, что срок выращивания различных видов салата сократился в 2 раза (с 6 до 3 дней), а индивидуальный вкус каждого сорта проявился еще более ярко. В Марокко от 70 до 90 % увеличилась урожайность кукурузы, которая была выращена из плазменных семян, по сравнению с полученным из обычных семян урожаем.

Благодаря плазменной обработке семян повышается пищевая ценность плодов. Так, после нее у растений увеличивается накопление полезных веществ: белков – на 10–15 %, сахаров – на 30–70 %, органических кислот – на 20–70 %, аскорбиновой кислоты – на 30–60%, азота, фосфора и калия – на 15–40 %.

Плазменная обработка семян – это экологически безопасный и биологически эффективный способ регулирования роста и развития растений, их урожайности. Многочисленные проверки на различных видах овощных, кормовых и зерновых культур показали, что эта технология существенно повышает всхожесть семян, ускоряет их прорастание, на 30–50 % увеличивает продуктивность растений и качество продукции. Проростки получаются более крепкие, опушенные, с хорошо развитыми корешками.

Следует отметить, что положительное биологическое действие плазмы проявляется как при почвенном, так и при гидропонном способе выращивания растений.

Применение холодной плазмы в лесном хозяйстве также может обеспечить лучшую всхожесть семян. Сейчас при посеве семян на вырубках всхожесть может варьироваться от 30 до 50 %, так как семена гибнут в основном от низкой влажности, болезней, перепадов температур.

В 2010–2011 годах на базе Петрозаводского государственного университета были заложены опыты по воздействию воды, обработанной плазмой, на всхожесть семян сосны обыкновенной и ускорения энергии роста на этапе прорастания семян. Также изучалось влияние холодной плазмы на патогенные организмы.

Проводились различные варианты опыта, время воздействия колебалось от 5 до 10 минут, причем часть семян обрабатывалась марганцовокислым калием. Обработанные семена высевались в теплицу, чтобы определить их грунтовую всхожесть, массу сеянцев, массу корней.

ИНФОРМДОСЬЕ
Люди давно заметили, что на живые существа заметно влияют различные излучения и электромагнитные поля. Поскольку в семена растений заложена вся необходимая информация об их дальнейшем развитии, начались эксперименты по воздействию на семена различных факторов, чтобы улучшить всхожесть и увеличить урожай. Было замечено, например, что ультрафиолетовое излучение способно защитить семена от болезней. А электромагнитное воздействие нередко увеличивает жизнестойкость и повышает урожай. И наконец, ученые обнаружили, что наилучшие результаты дает обработка семян в низкотемпературной плазме, которая возникает при электрическом разряде в газе.

Эти исследования позволили ученым сделать предварительные выводы и сформулировать рекомендации. Оказалось, что у семян, обработанных плазменным спреем, повысилась всхожесть после посева.

Если выращивать сеянцы с закрытой корневой системой в теплицах, то можно получать несколько генераций за сезон.

После измерения высоты сеянцев, обработанных холодной плазмой, их высота оказалась на 24–25 % выше, чем на контроле (таковыми считались семена, обработанные марганцовокислым калием). Однако весовые показатели имеют большее значение для роста сеянцев, чем линейные. У семян, подвергнутых воздействию плазмы, масса как корней, так и самого растения была больше, чем на контроле.

Полученные результаты позволили ученым Петрозаводского государственного университета предложить использовать данный метод обработки семян в опытно-производственных условиях и рекомендовать режим воздействия на семена. Обрабатывать семена следует или в течение 5 минут с последующим намачиванием водой, или в течение 10 минут – только холодной плазмой.

Ольга Григорьева
к. с.-х. н., доцент

Актуальные темы свежего номера
Лес и закон
Лес и закон
События