10.33267/2072-9642-2022-1-21-24

УДК: 632.935.9: 664.727

Д.И. Петрухина, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.И. Шишко, науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О.В. Тхорик, науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.А. Харламов, канд. биол. наук, ст. науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.А. Горбатов, науч. сотр., Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. (ФГБНУ ВНИИРАЭ)

Аннотация. Установлено, что обработка низкотемпературной аргоновой СВЧ-плазмой атмосферного давления длительностью от 1 до 10 мин статистически значимо не изменяет лабораторную всхожесть, а также степень поражения и распространенность гельминтоспориоза у семисуточных проростков ячменя. Обработка в течение 10 мин уменьшает сырую массу. Энергия прорастания семян ячменя снижается при воздействии в течение 5 и 10 мин.

Ключевые слова: холодная плазма, ячмень, гельминтоспориоз, лабораторная всхожесть, энергия прорастания.

Список использованных источников: 1. Пискарев И.М., Астафьева К.А., Иванова И.П. Источники газоразрядной плазмы: влияние поглощенной дозы и состава активных частиц на физико-химические превращения в биологических субстратах // Современные технологии в медицине. 2018. № 10(2). С. 90-100. 2. Development of Cold Plasma Technologies for Surface Decontamination of Seed Fungal Pathogens: Present Status and Perspectives / J. Mravlje, M. Regvar, K. Vogel-Mikuš // Journal of Fungi. 2021. No. 7(8) Article no. 650. 3. Disinfection from pine seeds contaminated with Fusarium circinatum Nirenberg & O’Donnell using non-thermal plasma treatment / B. Šerá, A. Zahoranová, H. Bujdáková, M. Šerý // Romanian Reports in Physics. 2019. No.71. Article no. 701. 4. Effects of non-thermal plasmas on seed-borne Diaporthe/ Phomopsis complex and germination parameters of soybean seeds / M.C.P. Pizá, L. Prevosto, C. Zilli, E. Cejas, H. Kelly, K. Balestrasse // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2018. No. 49. P. 82-91. 5. Stimulation of the Germination and Early Growth of Tomato Seeds by Non-thermal Plasma / M. Măgureanu, R. Sîrbu, D. Dobrin, M. Gîdea // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2018. No. 38(5). P. 989-1001. 6. Atmospheric pressure plasma treatment of agricultural seeds of cucumber (Cucumis sativus L.) and pepper (Capsicum annuum L.) with effect on reduction of diseases and germination improvement / V. Štěpánová, P. Slavíček, J. Kelar, J. Prášil, M. Smékal, M. Stupavská, J. Jurmanová, M. Černák // Plasma Processes and Polymers. 2017. No. 15. Article no. e1700076. 7. Cold Atmospheric Pressure Plasma Treatment of Maize Grains Induction of Growth, Enzyme Activities and Heat Shock Proteins / Ľ. Holubová, R. Švubová, Ľ. Slováková, B. Bokor, V. Chobotová Kročková, J. Renčko, F. Uhrin, V. Medvecká, A. Zahoranová, E. Gálová // International Journal of Molecular Sciences. 2021. No. 22(16). Article no. 8509. 8. Aqueous and gaseous plasma applications for the treatment of mung bean seeds / M. Darmanin, A. Fröhling, S. Bußler, J. Durek, S. Neugart, M. Schreiner, V. P. Valdramidis // Scientific reports. 2021. No. 11(1). Article no. 19681. 9. An Application of Cold Atmospheric Plasma to Enhance Physiological and Biochemical Traits of Basil / F. M. Abarghuei, M. Etemadi, A. Ramezanian, A. Esehaghbeygi, J. Alizargar // Plants. 2021. No. 10(10). Article no. 2088. 10. Low-energy electron beam has severe impact on seedling development compared to cold atmospheric pressure plasma / A. Waskow, D. Butscher, G. Oberbossel, D. Klöti, P. Rudolf von Rohr, A. Büttner-Mainik, M. Schuppler // Scientific Reports. 2021. No. 11(1). Article no. 16373. 11. The biological effects of surface dielectric barrier discharge on seed germination and plant growth with barley / Y. Park, K.S. Oh, J. Oh, D.C. Seok, S.B. Kim, S.J. Yoo, M.J. Lee // Plasma Processes and Polymers. 2018. No. 15(2). Article no. 1600056. 12. Харламов В.А., Полякова И.В., Петрухина Д.И. Биоцидное действие нетермальной аргоновой плазмы на микробиоту семян ячменя // Техника и оборудование для села. 2021. № 4 (286). С. 20-23.

Application of Low-temperature Plasma for Treatment of Barley Seeds

D.I. Petrukhina, V.I. Shishko, O.V. Tkhorik, V.A. Kharlamov, S.A. Gorbatov (RIRAE)

Summary. It has been established that treatment with lowtemperature argon microwave plasma of atmospheric pressure for 1 to 10 minutes does not statistically significantly change laboratory germination, as well as the degree of damage and prevalence of helminthosporiasis in seven-day-old barley seedlings. Processing for 10 minutes reduces the wet weight. The barley seeds germination energy decreases when exposed for 5 and 10 minutes.

Keywords: cold plasma, barley, helminthosporiasis, laboratory germination, germination energy.

Реферат. Цель исследований – оценка применимости сконструированного микроволнового источника нетермальной плазмы атмосферного давления для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур. В исследованиях на каждый вариант опыта брали по 150 семян ярового ячменя (Hordeum vulgare L.) сорта Владимир. Для генерирования низкотемпературной плазмы использовался микроволновый разряд коаксиальной конфигурации в струе аргона при атмосферном давлении. Источник плазмы состоял из магнетронного СВЧ-генератора диапазона 2,45 ГГц с высоковольтным блоком питания, набора сменных элементов волноводного тракта, согласованной оконечной водяной нагрузки, ионизационной камеры. Обработку семян проводили аргоновой плазмой в коническом концентраторе на расстоянии 13 см от сопла источника до исследуемого объекта. Расход аргона составлял 5 л/мин. Семена выкладывали в один слой на сетку, облучали в течение 1,5 и 10 мин. Далее контрольные и обработанные группы семян проращивали в рулонах в термостате при температуре 20-21 град. – в соответствии с ГОСТ 12038-84. В каждом рулоне содержалось 50 семян. На третьи сутки определяли энергию их прорастания, на седьмые – лабораторную всхожесть и силу роста. Измеряли длину ростка и корня, сырую и сухую массу, проводили фитосанитарную экспертизу семян. Степень поражения и распространенность болезней определяли по ГОСТ 12044-93 (гельминтоспориоз и фузариоз). В результате исследований установлено, что обработка низкотемпературной плазмой (продолжительность 110 мин, расстояние от источника излучения до объекта 13 см, расход аргона 5 л/мин) не оказывает стимулирующего и угнетающего воздействия на начальные ростовые процессы, но способствует снижению общей микробной обсемененности семян ячменя.

Abstract. The purpose of the research is to assess the applicability of the designed microwave source of non-thermal atmospheric pressure plasma for pre-sowing treatment of agricultural crops. In the course of studies, 150 seeds of Vladimir cultivar spring barley (Hordeum vulgare L.) were taken for each option of the experiment. A microwave discharge of a coaxial configuration in an argon jet at atmospheric pressure was used to generate a low-temperature plasma. The plasma source consisted of a 2.45 GHz microwave magnetron generator with a high-voltage power supply, a set of replaceable waveguide path elements, a matched terminal water load, and an ionization chamber. The seeds were treated with argon plasma in a conical concentrator at a distance of 13 cm from the source nozzle to the item under study. The argon flow rate was 5 L / min. The seeds were laid out in one layer on a grid irradiated for 1.5 and 10 minutes. Further, the control and treated groups of seeds were germinated in rolls in a thermostat at 20-21 Centigrade in accordance with GOST 12038-84. Each roll contained 50 seeds. On the third day, the seed germination energy was determined, and the laboratory germination and growth force were determined on the seventh day. The length of the sprout and root, as well as wet and dry weight was measured, and a phytosanitary examination of the seeds was carried out. The degree of damage and the prevalence of diseases were determined according to GOST 12044-93 (helminthosporium and fusarium). As a result of research, it was found that treatment with low-temperature plasma (duration: 1-10 min; distance from the radiation source to the item: 13 cm, argon consumption: 5 L / min) did not have a stimulating and depressing effect on the initial growth processes, but helped to reduce the total microbial contamination of seeds barley

Вложения:

Применение низкотемпературной плазмы для обработки семян ячменя

336 Кб

7 Скачивания