Влияние предпосевной обработки семян электрофизическими и химическими воздействиями на урожайность зерна кукурузы

В опубликованных результатах научных исследований по предпосевной обработке семян сельскохозяйственных культур различными способами недостаточно изучена сравнительная эффективность их применения на семенах кукурузы. Цель исследования – определить влияние предпосевной обработки семян кукурузы ультрафиолетовым (УФ) излучением, сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением, газообразным озоном, фунгицидным препаратом Скарлет (контроль) на урожайность зерна в условиях полевого опыта. Исследования выполняли на юге Ростовской области в 2021–2023 гг. Обработку семян гибрида кукурузы Сапсан МВ УФ, СВЧ и озоном провели за сутки до посева, фунгицидом – в день посева. Установлено, что предпосевная обработка семян кукурузы изученными способами увеличивает ее урожайность по сравнению с полусухим протравливанием препаратом Скарлет (0,4 л/т). Наибольшее статистически значимое влияние на урожайность кукурузы оказала предпосевная обработка семян УФ-излучением (УФ-А 200–280 нм и УФ-С 315–380 нм, 10 мин): +41,0 % к биологической урожайности и +40,7 % к фактической по сравнению с протравливанием. Немного уступает обработке УФ по эффективности обработка озоном (60 мг/м3 , 5 мин): +39,9 % к биологической урожайности и +36,3 % к фактической. Обработка семян кукурузы СВЧ (2450 МГц, 700 Вт, 1 мин) показала наименьшую эффективность: +25,6 % к биологической урожайности и +24,1 % к фактической. Рост урожайности кукурузы в результате предпосевной обработки семян был достигнут за счет увеличения количества растений на единицу площади и початков на них, а также массы зерна с початка и массы 1000 зерен. Для замены традиционного способа предпосевной обработки семян кукурузы (протравливание) наиболее подходят способы, основанные на действии УФ-излучения и озона, обеспечивающие наибольшее увеличение урожайности зерна кукурузы в сравнении с обработкой фунгицидом Скарлет.

1. Carrera-Castano G., Calleja-Cabrera J., Pernas M., Gomez L., Onate-Sanchez L. An updated overview on the regulation of seed germination. Plants. 2020;9(6):703. DOI: https://doi.org/10.3390/plants9060703

2. Los A., Ziuzina D., Bourke P. Current and future technologies for microbiological decontamination of cereal grains. Journal of Food Science. 2018;83(6):1484–1493. DOI: https://doi.org/10.1111/1750-3841.14181

3. Пилипенко Н. Г., Андреева О. Т., Сидорова Л. П., Харченко Н. Ю. Влияние предпосевной обработки семян на развитие болезней и продуктивность зерновых культур. Кормопроизводство. 2022;(1):37–42. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=48177220 EDN: XOGXVU

4. Долженко В. И., Лаптиев А. Б. Современный ассортимент средств защиты растений: биологическая эффективность и безопасность. Плодородие. 2021;(3):71–75. DOI: https://doi.org/10.25680/S19948603.2021.120.13 EDN: ZUQONQ

5. Araujo S. D. S., Paparella S., Dondi D., Bentivoglio A., Carbonera D., Balestrazzi A. Physical methods for seed invigoration: advantages and challenges in seed technology. Frontiers in Plant Science. 2016;7:646. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00646

6. Rifna E. J., Ramanan K. R., Mahendran R. Emerging technology applications for improving seed germination. Trends in Food Science & Technology. 2019;86:95–108. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.029

7. Bera K., Dutta P., Sadhukhan S. Seed priming with non-ionizing physical agents: plant responses and underlying physiological mechanisms. Plant Cell Reports. 2022;41(1):53–73. DOI: https://doi.org/10.1007/s00299-021-02798-y

8. Pandiselvam R., Mayookha V. P., Kothakota A., Sharmila L., Ramesh S. V., Bharathi C. P., Gomathy K., Srikanth V. Impact of ozone treatment on seed germination – a systematic review. Ozone: Science & Engineering. 2020;42(4):331–346. DOI: https://doi.org/10.1080/01919512.2019.1673697

9. Akdemir Evrendilek G. Ozone processing of corn grains: Effect on seed vigor and surface disinfection. Ozone: Science & Engineering. 2024;46(2):163–173. DOI: https://doi.org/10.1080/01919512.2023.2213252

10. Reed R. C., Bradford K. J., Khanday I. Seed germination and vigor: ensuring crop sustainability in a changing climate. Heredity. 2022;128(6):450–459. DOI: https://doi.org/10.1038/s41437-022-00497-2

11. Mondal S., Bose B. Impact of micronutrient seed priming on germination, growth, development, nutritional status and yield aspects of plants. Journal of Plant Nutrition. 2019;42(19):2577–2599. DOI: https://doi.org/10.1080/01904167.2019.1655032

12. Romero-Galindo R., Hernández-Aguilar C., Dominguez-Pacheco A., Godina-Nava J. J., Tsonchev R. I. Biophysical methods used to generate tolerance to drought stress in seeds and plants: a review. International Agrophysics. 2022;35(4):389–410. DOI: https://doi.org/10.31545/intagr/144951

13. Villagómez-Aranda A. L., Feregrino-Pérez A. A., García-Ortega L. F., González-Chavira M. M., TorresPacheco I., Guevara-González R. G. Activating stress memory: Eustressors as potential tools for plant breeding. Plant Cell Reports. 2022;41(7):1481–1498. DOI: https://doi.org/10.1007/s00299-022-02858-x

14. Баскаков И. В., Оробинский В. И., Василенко В. В., Гиевский А. М., Чернышов А. В. Влияние озонной обработки при хранении семян кукурузы на урожайность культуры и качество зерна. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020;13(2):12–21. DOI: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2020.2.12 EDN: FJXGUA

15. Upadhyay A. K., Chormule S. R., Kuiry B. M., Ram B. S., Pani S. Sh., Punia Ya. Effect of UV radiation on seeds physiological parameter: A review. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2020:9(6):1877–1879. URL: https://www.phytojournal.com/archives?year=2020&vol=9&issue=6&ArticleId=13224

16. Sadeghianfar P., Nazari M., Backes G. Exposure to ultraviolet (UV-C) radiation increases germination rate of maize (Zea maize L.) and sugar beet (Beta vulgaris) seeds. Plants. 2019;8(2):49. DOI: https://doi.org/10.3390/plants8020049

17. Haque N., Agrawal A., Pati A. K. A mini review on effects of microwave on seed germination. Research Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2023;15(1):82–86. DOI: https://doi.org/10.52711/0975-4385.2023.00012

18. Кривошеев Г. Я., Игнатьев А. С., Лупинога Д. Р., Арженовская Ю. Б. Сравнительное изучение простых межлинейных и трехлинейных гибридов кукурузы. Зерновое хозяйство России. 2022;14(4):70–77. DOI: https://doi.org/10.31367/2079-8725-2022-82-4-70-77 EDN: CRPFJC

19. Кривошеев Г. Я., Игнатьев А. С. Взаимосвязь между количественными признаками, определяющими урожайность зерна гибридов кукурузы. Зерновое хозяйство России. 2021;(6):27–32. DOI: https://doi.org/10.31367/2079-8725-2021-78-6-27-32 EDN: NFLLQK

20. Баскаков И. В., Оробинский В. И., Василенко В. В., Гиевский А. М., Чернышов А. В. Рациональные режимы предпосевной озонной обработки семян зерновых культур. Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020;13(4):105–114. DOI: https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2020.4.105 EDN: KRPSME

21. Пахомов А. И. Сравнительный анализ СВЧ-установок для обеззараживания зерна. Тракторы и сельхозмашины. 2018;(1):21–26. DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-66373 EDN: YPLOTG

22. Куркина Г. Н. Действие фунгицидных протравителей на всхожесть семян и урожайность кукурузы в зависимости от сроков сева и погодных условий. Земледелие и растениеводство. 2020;(1):36–42. URL: https://crop.belal.by/jour/article/view/26.