ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ НА ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПОДСОЛНЕЧНИКА

АННОТАЦИЯ

В исследовании изучалось влияние поэтапной обработки семян подсолнечника, почвы и растений ультрафиолетовым (УФ) излучением на рост, развитие и урожайность сортов «Джахонгир» и «Дильбар» в полевых условиях Узбекистана. Результаты показали, что обработка УФ-излучением с длиной волны 253,7 нм и 300 нм, мощностью 60 Вт и продолжительностью 15 минут ускоряет стадии развития растений, увеличивает их высоту, расширяет диаметр корзинок, повышает массу семян и общую урожайность. Наибольшая эффективность наблюдалась при комплексной обработке «семена, почва и растения»: урожайность сорта «Джахонгир» увеличилась на 8,44 %, а сорта «Дильбар» - на 16,23 %, выход масла составил соответственно 2080 кг/га и 2278 кг/га. Метод рекомендуется для применения в сельском хозяйстве как высокоэффективная технология.

ABSTRACT

This study investigated the effect of step-by-step ultraviolet (UV) irradiation treatment of sunflower seeds, soil, and plants on the growth, development, and yield of the “Jahongir” and “Dilbar” varieties under field conditions in Uzbekistan. The results demonstrated that UV treatment with wavelengths of 253.7 nm and 300 nm, at a power of 60 W for a duration of 15 minutes, accelerated plant development stages, increased plant height, expanded head diameter, and improved seed weight and overall yield. The highest efficiency was observed with the combined treatment of “seeds, soil, and plants”: the yield of the “Jahongir” variety increased by 8.44%, and the “Dilbar” variety by 16.23%, with oil yields of 2080 kg/ha and 2278 kg/ha respectively. This method is recommended for agricultural use as a highly effective technology.

Ключевые слова: ультрафиолетовые лучи, подсолнечник, сорт «Джахонгир», сорт «Дильбар», электротехнологическая обработка, урожайность, выход масла, стадии развития растений, биометрические показатели, агротехнологии.

Keywords: ultraviolet rays, sunflower, “Jahongir” variety, “Dilbar” variety, electrotechnological treatment, yield, oil output, plant development stages, biometric indicators, agro-technologies.

Введение

Подсолнечник является одной из широко распространённых масличных культур в условиях Узбекистана, а получаемое из него масло используется в пищевых и технических целях. Качество семян имеет важное значение для роста, развития и урожайности растений. В данном исследовании изучалось влияние электротехнологической обработки семян и растений ультрафиолетовым излучением на развитие и урожайность сортов подсолнечника.

В последние годы исследования, направленные на активацию семян с помощью оптических и электромагнитных методов, в частности, ультрафиолетового излучения (УФИ), приобретают важное значение в совершенствовании аграрных технологий. В частности, Губанов Я. В., Тихвинский С. Ф., Горелов Е. П. (1986) изучали физиологию развития и агротехнику масличных культур, доказав прямую зависимость показателей урожайности от качества семян и начальных стадий вегетации [1].

Также А.К. Яновская и А.А. Сапожников (2015) в своих исследованиях осветили биологические особенности, агроклиматическую адаптацию и селекционные возможности подсолнечника, обосновав значение выбора сорта и оптимальных условий выращивания. По их мнению, начальное состояние семян и степень их обработки являются одними из ключевых факторов, определяющих урожайность [2].

Научные работы, проведённые А. Мухаммадиевым, И. Усмоновым и Н. Махмудовым, показывают, что важными параметрами для повышения физиологической активности семян с помощью УФИ являются длина волны, мощность и продолжительность воздействия. Подчёркивается, что фотостимуляция семян способствует повышению их всхожести, скорости роста и раскрытию сортового потенциала [3, 4].

В руководствах «Описание местных и нетрадиционных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, внесённых в Государственный реестр рекомендованных к посеву в Республике Узбекистан на 2007–2017 гг.» и «Рекомендации по агротехнологии получения высокого урожая масличных культур» приведены практические советы по выбору сорта, качеству семян и нормам посева подсолнечника в зависимости от агроклиматических условий [5, 6].

В источнике «UV radiation priming: A means of amplifying the inherent potential for abiotic stress tolerance in crop plants» (Environ. Exp. Bot., 2017) раскрыто фундаментальное воздействие УФИ и других физических факторов на растения [7].

Под руководством профессора А. Мухаммадиева в ряде отечественных и зарубежных учреждений была разработана новая «экотехнология» выращивания сельскохозяйственных культур по системе «семя–почва–растение» [8, 9].

Кроме того, в одном из международных источников — статье «V-B and UV-C radiation on the germination of soybean seeds» (Brazilian Journal of Agricultural Sciences, 2023) — приведены практические примеры значительного воздействия УФИ с длинами волн 253,7 нм и 300 нм на ростовые стадии семян [10].

Воздействие ультрафиолетового излучения и озона на подсолнечник научно обосновано в работах Tripathi, R. [11].

На основе вышеуказанных научных источников настоящее исследование направлено на выявление возможностей повышения полевого развития и урожайности сортов подсолнечника путём комплексной электро-технологической обработки семян, почвы и растений ультрафиолетовым излучением.

Материалы и методы исследования

Исследования проводились в 2023-2024 годах на Ферганской опытной станции Научно-исследовательского института зерновых и крупяных культур на типичных серозёмных почвах. Опыты проводились с двумя сортами подсолнечника ("Жахонгир" и "Дилбар") по схеме, представленной в таблице 1.

Таблица 1.

Схема опыта

Параметры УФ-обработки:

Для определения оптимальных параметров облучения семян подсолнечника ультрафиолетовыми лучами в лабораторных условиях были установлены следующие режимы:

• Длина волны: 253,7 нм и 300 нм
• Мощность: P=60×60 Вт
• Расстояние от лампы до семян: 10 см
• Продолжительность облучения: 15 минут

Методика проведения полевых опытов:
Полевой эксперимент проводился с соблюдением следующих условий:

1. Количество вариантов: 6
2. Повторность: 4-кратная
3. Размер делянки:
   • Длина: 20 м
   • Ширина: 5,6 м
   • Общая площадь: 112 м²
   • Учётная площадь: 56 м²
4. Общая площадь эксперимента: 2688 м²

Схема расположения делянок:

Проведённые наблюдения и измерения:

1. Лабораторная всхожесть семян определялась по ГОСТ 12038-66*
2. Полевая всхожесть определялась по "Методике проведения полевых опытов"
3. Фенологические наблюдения проводились согласно "Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур"
4. Полевая всхожесть и развитие растений определялись на 20 растениях с учётных площадок
5. Фенологические фазы фиксировались при достижении:
   • 10% растений - начало фазы
   • 75% растений - полное наступление фазы
6. Количество растений учитывалось дважды:
   • При полных всходах
   • Перед уборкой урожая
7. В фазе полной спелости (перед уборкой) на двух повторениях каждого варианта с учётных площадок отбирались по 20 растений для определения:
   • Высоты растений (на всех фазах развития)
   • Количества листьев на одном растении
   • Массы корзинки
   • Количества семян в корзинке и их массы
   • Массы 1000 семян
   • Площади листовой поверхности (по методу А.А. Ничипоровича, 1963)
8. Урожайность определялась по каждому варианту отдельно, приводилась к влажности 12% и чистоте 100%
9. Статистическая обработка данных проводилась по методике Б.А. Доспехова (1985)
10. Экономическая эффективность исследований рассчитывалась согласно методике (В.Н. Положий, 1976)

Результаты исследований

1. Влияние на фенологические фазы. Подсолнечник в период вегетации проходит следующие фазы развития: всходы, образование первой пары листьев, формирование корзинки, цветение и созревание. По данным проведённых опытов, обработка УФ-излучением оказала заметное влияние на продолжительность фаз развития сортов подсолнечника.

Результаты наблюдений представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Продолжительность фаз развития масличных сортов подсолнечника (дни)

Из таблицы видно, что:

• У сорта "Жахонгир" период созревания при комплексной обработке сократился на 4 дня по сравнению с контролем
• У сорта "Дилбар" - на 5 дней
• Фаза всходов наступала на 1-2 дня раньше в обработанных вариантах
• Сорт "Дилбар" созревал на 5-6 дней раньше, чем "Жахонгир"

2. Влияние на высоту растений

Рост растений является важным показателем, зависящим от условий среды и биологических особенностей сорта. В наших исследованиях измерение основной высоты стебля проводилось каждые 10 дней по принятой методике.

Среднегодовые данные представлены в таблице 4.

Таблица 4.

Влияние УФ-обработки на высоту растений подсолнечника (см)

Наблюдения показали:

• Наибольшая высота растений отмечена при комплексной обработке (семена+почва+растения)

• Сорт "Дилбар" превосходил "Жахонгир" по высоте на 24-26 см во всех вариантах
• Максимальный прирост высоты (+11,1 см) отмечен у сорта "Дилбар" при полной обработке

3. Влияние на элементы урожая
Важными показателями урожайности подсолнечника являются:

• Диаметр корзинки
• Масса корзинки
• Количество семян с одного растения
• Масса семян с одного растения
• Масса 1000 семян

Результаты измерений представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Влияние УФ-обработки на элементы урожая подсолнечника

Основные выводы:

1. Диаметр корзинки:
   • Увеличился на 2,9 см у "Жахонгира" и на 2,7 см у "Дилбара" при полной обработке
   • Сорт "Дилбар" имел более крупные корзинки (на 9,7-9,8 см больше)
2. Масса семян с одного растения:
   • Максимальный прирост отмечен при полной обработке: +16,2 г у "Жахонгира" и +37,8 г у "Дилбара"
3. Количество семян:
   • Увеличилось на 302,5 шт у "Жахонгира" и на 409,1 шт у "Дилбара"
4. Качество семян:
   • Количество неразвитых семян снизилось на 3,5% у "Жахонгира" и на 2,1% у "Дилбара"

4. • Масса 1000 семян увеличилась на 5,4 г и 6,1 г соответственно
5. Урожайность и качество продукции

Важнейшими показателями эффективности технологии являются урожайность семян и выход масла. Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Показатели урожайности масличных сортов подсолнечника

Ключевые результаты:

1. Урожайность:
   • Максимальная прибавка получена при полной обработке: +8,44 % у "Жахонгира" и +16,23 % у "Дилбара"
2. Качество семян:
   • Всхожесть увеличилась на 8,0% и 6,8% соответственно
   • Выход ядра повысился на 2,5% и 1,0%
   • Масличность возросла на 0,7% и 0,5%
3. Выход масла:
   • Максимальный показатель у "Дилбара" - 2278 кг/га (+335 кг к контролю)

Выводы

1. Поэтапная обработка семян, почвы и растений подсолнечника ультрафиолетовым излучением (253,7 нм и 300 нм, 60 Вт, 15 мин) ускоряет фенологическое развитие на 1-5 дней.
2. Технология способствует:
   • Увеличению высоты растений на 9,2-11,1 см
   • Увеличению диаметра корзинок на 17-18%
   • Повышению массы семян с одного растения на 52-84%
   • Снижению количества неразвитых семян на 29-34%
3. Наибольшая эффективность достигнута при комплексной обработке:
   • Урожайность семян: +8,44 ц/га у "Жахонгира" и +16,23 ц/га у "Дилбара"
   • Выход масла: 2080 и 2278 кг/га соответственно
4. Сорт "Дилбар" показал более высокую отзывчивость на обработку по всем изучаемым параметрам.

Рекомендации

Разработанный метод электротехнологической обработки рекомендуется для внедрения в сельскохозяйственное производство как эффективный способ повышения урожайности и качества семян подсолнечника. Наибольший экономический эффект достигается при комплексной обработке (семена + почва + растения) сорта "Дилбар".

Список литературы:

1. Губанов Я. В., Тихвинский С. Ф., Горелов Е. П. Технические культуры / – М.:Агропромиздат, 1986.  С.  287
2. Яновская, А.К., & Сапожников, А.А. (2015). Подсолнечник и изменение климата: возможности адаптации через селекцию и геномный отбор. Вестник аграрной науки, 3(15), 45–52.
3. Muxammadiev A., Maxmudov N.M. Mosh urug‘ining elektrotexnologik uskunalar yordamida sifat ko‘rsatkichlarini oshirish yo‘llari // “Yuqori samarali qishloq xo‘jalik mashinalarini yaratish va texnika vositalaridan foydalanish darajasini oshirishning innovatsion yechimlari” Xalqaro ilmiy-texnik konferensiya. – QXMITI, Gulbahor 27.05.2022 yil. – B. 470-473.
4. Muxammadiyev A., Usmonov I. Qovun urug‘larini ultrabinafsha nurda nurlantirish parametrlari va ish rejimlarini aniqlash// Yuqori samarali qishloq xo‘jalik mashinalarini yaratish va texnika vositalaridan foydalanish darajasini oshirishning innovatsion yechimlari: Xalqaro ilmiy-texnik konferensiya. – Gulbahor, 2022. – B. 476-480.
5. Ўзбекистон Республикаси ҳудудида экиш учун тавсия этилган қишлоқ хўжалик экинлари Давлат реестрига 2007-2017 йилларда киритилган маҳаллий ва ноанъанавий навлар ва дурагайларнинг тавсифи. Тошкент-2017 йил 90-93 бетлар.
6. Нурматов Ш., Азизов Т., Турсунов Л., Анарбаев И ва бошқалар.”Мойли экинлардан юқори ҳосил етиштириш агротехнологияси бўйича тавсиялар”.Тошкент -2012. “Турон –Иқбол”. 54-55.Б.
7. Thomas, T.T.D.; Puthur, J.T. UV radiation priming: A means of amplifying the inherent potential for abiotic stress tolerance in crop plants. Environ. Exp. Bot. 2017, 138, 57–66. [CrossRef]
8. Мухаммадиев А., Матжонов Р., Гафурова Л., Хўжаев Ж ва бошқалар. Экологик соф агроэлектротехнология. – Тошкент, 2002. – Б. 9-10
9. Мухаммадиев А., Турапов И., Арипов А. Ўсимликларни электравжлантириш. – Тошкент, 2006. – 8 б.
10. Raquel Stefanello, Rafaelle Almeida Menna Barreto, Gabriel Luís Müller, Augusto Henrique Santos Rodrigues, Wagner Jesus da Silva Garcia, Lucio Strazzabosco Dorneles "UV-B and UV-C radiation on the germination of soybean seeds" Revista Brasileira de Ciências Agrárias (Brazilian Journal of Agricultural Sciences), 2023, 18(2): e2964 10.5039/agraria.v18i2a2964
11. Thomas, T.T.D.; Puthur, J.T. UV radiation priming: A means of amplifying the inherent potential for abiotic stress tolerance in crop plants. Environ. Exp. Bot. 2017, 138, 57–66. [CrossRef]