ВВЕДЕНИЕ
I. Аналитический обзор
II. Экспериментальный анализ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Дозированные ионизирующие излучения имеют достаточно широкий спектр применения в растениеводстве [4].
Предпосевное облучение семян представляет собой технологию, р помощи которой является возможным повысить экономическую эффективность возделывания сельскохозяйственных культур путем ускорения роста и развития растений, сокращения периода вегетации, увеличения урожая, а в некоторых случаях и улучшения его качества (повышенное содержание сахара у сахарной свеклы, белка у зерновых, крахмала у картофеля, полезных алкалоидов у лекарственных растений, витаминов у плодовых и овощных культур). Данный агроприем длительное время разрабатывался в СССР, а также некоторыми зарубежными странами. В результате многолетних производственных испытаний предпосевного облучения семян сельскохозяйственных культур в СССР была показана возможность внедрения данного агроприема в практику сельского хозяйства [1].
Радиационные излучения – это мощный малоизученный фактор, при котором возникают разнообразные изменения в растениях. Зная закономерности этого действия, можно управлять ростом и развитием растений. Изучение факторов, которые оказывают модифицирующее стимулирующее действие излучений, и учет влияния этаковых факторов позволили повысить повторность эффектов оптимальных стимулирующих доз [2].
I. Аналитический обзор
При малых дозах облучения является возможной стимуляция роста и развития растений. Так, проведение предпосевного облучения семян способно ускорить появление всходов, наступление цветения, а также повысить урожайность семян и зеленой массы [4].
Несмотря на то, что многие вопросы, которые связаны с радиационной стимуляцией семян растений, были решены в 60-80 годы прошлого века, когда происходило активное развитие технологии, для того, чтобы получить устойчивых прибавок урожая и гарантированное улучшение качества продукции требуется проведение дополнительных исследований. Это обусловлено тем, что за прошедшее с 70-х годов время наблюдается практически полная смена набора районированных сортов и культур. Проводить определение оптимальный диапазон доз, мощностей доз и времени между облучением и посевом относительно каждой культуры и районированного сорта необходим. В зависимости от соблюдения таковых параметров взаимосвязана с хозяйственным и экономическим эффективным предпосевным облучением [1].
Основой повышения продуктивности сельскохозяйственных растений при помощи ионизирующих излучений является явление радиационного гормезиса, то есть «благоприятный эффект, который выражается в стимулирующем действии на организм малых доз радиации». К малым дозам принято относить дозы порядка 10 сГр. При этом хозяйственнополезный эффект вызывается облучением в дозах 5-50 Гр. Если принять, что за счет естественной радиации семена за год хранения возможно получение максимума 0,2-0,3 сГр, то получается, что стимулирующие дозы в сотни тысяч раз превышают естественную облученность. В связи с этим, если говорить о предпосевном облучении семян, неправильным будет использование термина «малых доз» и построение теории воздействия этих доз, основываясь на предположениях об усилении необходимого для жизнедеятельности семян естественного фона облучения.
II. Экспериментальный анализ
В качестве примера воздействия радиации на семена, рассмотрим работу С.В. Литвинова «Влияние хронического облучения семян и проростков Arabidopsis thaliana малыми дозами γ-радиации на рост и развитие растений».
Цель работы: изучить динамику вегетативных и генеративных характеристик растений A. thaliana, развивающихся из облученных семян и проростков.
Задачи:
- измерение энергия прорастания семян на 7-е сутки (доля проросших семян по отношению к количеству посеянных);
- измерение длины гипокотиля (мм) на 7-е сутки. Измерение проводилось по масштабированным фотографическим снимкам стандартными средствами пакета Image J2x;
- определение доли проростков: с зелеными семядолями и с первичной розеткой из двух семядоль и двух первых настоящих листьев – среди
проростков, образовавших розетку на 7-е сутки;
- подсчет количества листьев в розетке на момент начала активного роста главного стебля;
- измерение длины и скорости роста стебля (мм) – каждые 7 сут (в случае снятия апикального доминирования измерялась длина стебля первого порядка до основания ведущего стебля второго порядка и длина самого ведущего стебля второго порядка);
- учет времени (недели) появления первого раскрывшегося цветка на побеге;
- подсвет количества стручков на каждом растении;
- подсчет количества ингибированных и отстающих в развитии растений;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В основе повышения продуктивности сельскохозяйственных растений с помощью ионизирующих излучений лежит явление радиационного гормезиса, то есть «благоприятный эффект, который выражается в стимулирующем действии на организм малых доз радиации». К малым дозам принято относить дозы порядка 10 сГр. Однако хозяйственнополезный эффект вызывается облучением в дозах 5-50 Гр.
Основными механизмами взаимодействия гамма-излучения с веществом являются: фото-эффект; эффект Комптона или комптоновское рассеяние; образование электрон-позитронных пар, ядерный эффект. Теория свободных радикалов объясняет радиобиологический эффект косвенным, или вторичным, действием высокореакционных продуктов радиолиза веществ, составляющих клетку, и прежде всего, радиолиза воды. Образование при облучении высоко-окисленных продуктов метаболизма с высокой реакционной способностью сказывается в виде отдаленного последствия на всех обменных процессах, которые идут в растениях, выращенных из облученных семян. При этом возникает цепь последовательно развивающихся биохимических изменений, в том числе и хозяйственно-ценных.
В качестве примера воздействия радиации на семена, рассмотрим работу С.В. Литвинова «Влияние хронического облучения семян и проростков Arabidopsis thaliana малыми дозами γ-радиации на рост и развитие растений».
В результате был сделан вывод о том, что не наблюдались характерные фенотипические признаки радиационного поражения растений наряду с явно выраженной радиационной стимуляцией раннего цветения и ускоренного роста на ранних этапах развития. Следует подчеркнуть, что стимулирующий эффект облучения семян реализуется не сразу, как при хроническом облучении в процессе прорастания, а начиная с определенного момента вегетативной фазы (инициация верхушечного роста побега) до наступления ранней генеративной фазы включительно.
1. Чурюкин, Р.С. Влияние облучения (60Со) семян на развитие растений на ранних этапах онтогенеза / Р.С. Чурюкин, С.А. Гераськин // Радиация и риск. – 2013. – Т. 22. – № 3. – С. 80-92.
2. Стимулирующий эффект лазерного излучения на начальном этапе онтогенеза пшеницы озимой [Электронный ресурс] / А.Н. Батян [и др.] // Экологический вестник. – 2017. - № 2(40). – С. 123-129. – Режим доступа: http://elib.bsu.by/bitstream/123456789/177840/1/ilovepdf_com-123-129.pdf.
3. Гаджимусиева, Н.Т. Эффект воздействия инфракрасного и лазерного излучения на всхожесть семян пшеницы [Электронный ресурс] /Н.Т. Гаджимусиева, Т.А. Асварова, А.С. Абдулаева // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11. – С. 1939-1943. – Режим доступа: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35873.
4. Баюров, Л.И. Курс лекций по сельскохозяйственной радиологии: Учебное пособие / Л.И. Баюров. – Краснодар: КубГАУ, 2009. – 112 с.
5. Докучаева, И.С. Предпосевная обработка семян сельскохозяйственных культур гамма-излучением и анализ причин нестабильной воспроизводимост положительных эффектов в полевых условиях / И.С. Докучаева // На путях к духовно-экологической цивилизации: уроки Чернобыльской катастрофы, экологическая безопасность. Радиация и человек: сборник тезисов и трудов VI Международной Антиядерной конференции. Казань, 25-26 апреля 2011 г. / Отв. ред., Гарапов А.Ф.; Антиядерное общество Татарстана. – Казань: Казанский университет, 2012. – 64 с.
6. Иваницкий, Ю.А. Радиационный гормезис. Благоприятны ли малые дозы ионизирующей радиации? / Ю.А.Иваницкий // Вестник ДВо РАН. – 2006. – № 6. – С.86-91.
7. Кузин, А.М. Идеи радиационного гормезиса в атомном веке / А.М.Кузин. – М.: Наука, 1995. – 158 с.
8. Литвинов, С.В. Влияние хронического облучения семян и проростков Arabidopsis thaliana малыми дозами γ-радиации на рост и развитие растений / С.В. Литвинов // Ядерна фiзiка та енергетика. – 2014. – Т.15. - № 4. – С. 406-414.