PRESERVATION OF THE SOWING QUALITIES OF CORN SEEDS FOLLOWING TREATMENT WITH UHF EMF AND PLASMA DURING LONG-TERM STORAGE

Одной из актуальных проблем современного семеноводства является сохраняемость посевных качеств семян в процессе длительного хранения. Ежегодные потери семенного материала из-за естественного старения могут достигать 15–30% в зависимости от вида сельскохозяйственных культур и условий хранения

Цель работы — изучить влияния обработок электромагнитным полем (ЭМП СВЧ) и плазмой на сохранение всхожести семян кукурузы при длительном хранении.

В качестве объекта исследования использовались семена кукурузы (Zea mays L.) гибрида Дарья белорусской селекции. Обработка семян физическим методами проводилась в НИУ «Институт ядерных проблем» БГУ на лабораторном оборудовании для электромагнитной обработки семян ЭМП СВЧ в диапазоне частот 64–66 ГГц, мощность 10 мВт, время воздействия 12 минут со встроенным круговым преобразователем поляризации для равномерного облучения семенного материала

Обработанные семена закладывались на длительное хранение при стандартных условиях (температура 18–22°C, относительная влажность 60–70%). Отбор проб проводился через 1, 6, 12, 24, 36, 48 и 60 месяцев хранения.

Лабораторная всхожесть определялась по ГОСТ 12038-84. Проращивание проводилось в рулонах при температуре 25° C. Всхожесть определялась на 7-е сутки (%) роста. Статистическая обработка: однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA), апостериорный тест Тьюки (p < 0,05). Все измерения выполнены в трехкратной биологической повторности.

Результаты пятилетних исследований представлены в таблице 1 и на рисунке 1. Установлено, что характер изменения всхожести семян существенно зависел от вида предпосевной обработки. На начальных этапах хранения через 1–6 месяцев СВЧ-обработка приводила к достоверному повышению всхожести по сравнению с контролем и плазмой (p < 0,001). Всхожесть семян обработанных СВЧ составляла 97,7–97,8%, тогда как в контроле и варианте с плазмой этот показатель не превышал 80,6%. Через 12 месяцев хранения стимулирующий эффект СВЧ полностью нивелировался, всхожесть во всех вариантах обработки не имела достоверных различий (p > 0,05). После 24 месяцев хранения наблюдалось ускоренное старение семян, которые были обработаны ЭМП СВЧ, что привело к резкому снижению посевных качеств с 57,4% до 21,0% к 60-му месяцу инкубации, что было достоверно ниже контроля и плазмы на всех сроках (p < 0,001). В то же время плазменная обработка обеспечивала стабильное сохранение всхожести зерновок кукурузы на протяжении всего периода исследования. За 5 лет всхожесть семян снизилась только на 5,6% с 80,6% до 75,0%, через 60 месяцев инкубации плазма достоверно превосходила контроль (p = 0,008) и СВЧ (p < 0,001).

Всхожесть семян кукурузы после ЭМП СВЧ и плазменной обработок в условиях длительного хранения

DOI:10.60797/IRJ.2026.172.75.2

display_fulldownload_image

Полученные результаты впервые демонстрируют принципиально различные эффекты действия ЭМП СВЧ и плазменной обработок на долгосрочную сохраняемость семян кукурузы. Можно полагать, что ЭМП СВЧ-обработка семян вызывала мощный, но транзиторный всплеск метаболической активности, что проявляется в высокой всхожести на ранних сроках хранения. Однако этот эффект сопровождается истощением защитных резервов клеток. Наши данные показывают, что после 2-х лет хранения предпосевная ЭМП СВЧ обработка семян приводит к их ускоренному старению, и к 5-му году их всхожесть оказывается в 2,8 раза ниже контроля. Это согласуется с концепцией «цены стресса» и данными о том, что сильные стрессовые воздействия могут сокращать жизненный цикл семян

Ранее нами было показано, что ЭМП СВЧ-обработка приводит к перестройке пула жирных кислот и накоплению оксилипинов, что свидетельствует о развитии окислительного стресса

В отличие от ЭМП СВЧ, плазменная обработка не дает резкого стимулирующего эффекта, но обеспечивает удивительную стабильность посевных качеств — всхожесть снижается всего на 5,6% за 5 лет. Более того, на 5-й год хранения плазма достоверно превосходит контроль (p = 0,008). Это указывает на принципиально иной механизм действия: плазма индуцирует умеренный «сигнальный» уровень окислительного стресса, который активирует долгосрочные защитные программы клетки — так называемый гормезис

Предпосевная обработка семян кукурузы ЭМП СВЧ (64–66 ГГц) обеспечивает краткосрочное повышение всхожести до 97,8% в первые 6 месяцев хранения, но приводит к ускоренному старению семян при длительном хранении (до 21,0% через 5 лет). Плазменная обработка семян кукурузы обеспечивает стабильное сохранение всхожести на уровне 75,0% в течение 5 лет хранения, достоверно превосходя контроль на 5-й год. Установлено, что плазменная обработка является эффективным методом повышения лежкоспособности семян кукурузы и может быть рекомендована для создания долгосрочных семенных резервов.

Полученные результаты имеют прямое практическое значение для семеноводства, однако результаты справедливы только исследованных гибридов кукурузы. Для формирования окончательных выводов по культуре в целом и разработки промышленных регламентов необходимы исследования на более широком спектре генотипов. Плазменная обработка может быть использована как эффективный, экологически безопасный метод повышения лежкоспособности семян кукурузы, позволяющий создавать долгосрочные страховые и резервные фонды семенного материала. В свою очередь, ЭМП СВЧ-обработка, напротив, может применяться только для семян, предназначенных для немедленного посева в текущем сезоне, и не рекомендуется для закладки на длительное хранение.

Перспективным направлением дальнейших исследований является изучение влияния ускоренного старения на фоне длительного хранения семян, а также исследование других физических методов и их комбинаций для сохранения качества семян.