Последствия однократного воздействия нетермальной аргоновой плазмы на разных этапах органогенеза для роста и развития ячменя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты вегетационных экспериментов по действию низкотемпературной аргоновой плазмы на растения ячменя ( Hordeum vulgare L.) сорта Владимир с целью изучения влияния на морфофизиологические показатели и урожайность. Воздействие плазмы проводилось однократно на трех этапах органогенеза растений ячменя: 3-й лист, кущение и выход в трубку. Длительность обработки составляла 15 и 30 мин. Растения выращивали до полной спелости. Было показано, что воздействие плазмой статистически значимо не изменяло большинство исследуемых показателей. Однако воздействие в течение 15 мин на растения ячменя в критический период развития (фаза 3 листа) приводило к увеличению массы корней растений на 77,8 % (p < 0,05) по сравнению с контрольными растениями. А после облучения в фазу кущения увеличивалось число колосков в колосе главного стебля на 18,5 % при обработке в течение 15 мин (p < 0,001) и 11,17 % после 30 мин воздействия (p < 0,05). Наблюдали увеличение числа продуктивных стеблей и число зерен с бокового стебля. В то же время воздействие в течение 30 мин в фазу 3 листа снижало высоту растений на 7 % (p < 0,05). А воздействие в фазу кущения на 39 % (p < 0,01) снижало массу корней растений ячменя относительно контрольных растений. Напротив, воздействие низкотемпературной плазмы на растения ячменя в фазу выхода в трубку было менее выражено по сравнению с воздействием на более ранних стадиях развития. Это можно объяснить меньшей чувствительностью данной стадии органогенеза. Полученные результаты влияния однократного воздействия плазмы на разных этапах органогенеза растения ячменя могут быть полезны с целью повышения урожайности ячменя.

Об авторах

Дарья Игоревна Петрухина

Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии

Email: daria.petrukhina@outlook.com
ORCID iD: 0000-0002-5790-9958

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

249032, Российская Федерация, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км

Оксана Владимировна Тхорик

Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии

Email: oxana.tkhorik@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5213-2150

научный сотрудник

249032, Российская Федерация, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км

Валентин Игоревич Шишко

Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии

Email: valentine585@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0526-0579

научный сотрудник

249032, Российская Федерация, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км

Владимир Александрович Харламов

Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии

Email: kharlamof@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3479-1800

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

249032, Российская Федерация, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км

Павел Николаевич Цыгвинцев

Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии

Автор, ответственный за переписку.
Email: paul-gomel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0214-7447

кандидат биологических наук, заведующий лабораторией

249032, Российская Федерация, г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км

Список литературы

  1. Attri P, Ishikawa K, Okumura T, Koga K, Shiratani M. Plasma agriculture from laboratory to farm: A review. Processes. 2020; 8(8):1002. doi: 10.3390/pr8081002
  2. Ito M, Oh JS, Ohta T, Shiratani M, Hori M. Current status and future prospects of agricultural applications using atmospheric-pressure plasma technologies. Plasma Processes and Polymers. 2018; 15(2):1700073. doi: 10.1002/ppap.201700073
  3. Niemira BA. Cold plasma decontamination of foods. Annual Review of Food Science and Technology. 2012; 3(1):125-142. doi: 10.1146/annurev-food-022811-101132
  4. Guo J, Huang K, Wang J. Bactericidal effect of various non-thermal plasma agents and the influence of experimental conditions in microbial inactivation: A review. Food Control. 2015; 50:482-490. doi: 10.1016/j. foodcont.2014.09.037
  5. Mravlje J, Regvar M, Vogel-Mikuš K. Development of cold plasma technologies for surface decontamination of seed fungal pathogens: present status and perspectives. Journal of Fungi. 2021; 7(8):650. doi: 10.3390/jof7080650
  6. Park Y, Oh KS, Oh J, Seok DC, Kim SB, Yoo SJ, et al. The biological effects of surface dielectric barrier discharge on seed germination and plant growth with barley. Plasma Processes and Polymers. 2018; 15(2):1600056. doi: 10.1002/ppap.201600056
  7. Pizá MCP, Prevosto L, Zilli C, Cejas E, Kelly H, Balestrasse K. Effects of non-thermal plasmas on seed-borne Diaporthe/Phomopsis complex and germination parameters of soybean seeds. Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2018; 49:82-91. doi: 10.1016/j.ifset.2018.07.009
  8. Măgureanu M, Sîrbu R, Dobrin D, Gîdea M. Stimulation of the germination and early growth of tomato seeds by non-thermal plasma. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2018; 38(5):989-1001. doi: 10.1007/ s11090-018-9916-0
  9. Štěpánová V, Slavíček P, Kelar J, Prášil J, Smékal M, Stupavská M, et al. 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. Plasma Processes and Polymers. 2017; 15(2):1700076. doi: 10.1002/ppap.201700076
  10. Holubová L, Švubová R, Slováková L, Bokor B, Chobotová Kročková V, Renčko J, et al. Cold atmospheric pressure plasma treatment of maize grains - i nduction of growth, enzyme activities and heat shock proteins. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(16):8509. doi: 10.3390/ijms22168509
  11. Darmanin M, Fröhling A, Bußler S, Durek J, Neugart S, Schreiner M, et al. Aqueous and gaseous plasma applications for the treatment of mung bean seeds. Scientific Reports. 2021; 11(1):19681. doi: 10.1038/ s41598-021-97823-1
  12. Abarghuei FM, Etemadi M, Ramezanian A, Esehaghbeygi A, Alizargar J. An application of cold atmospheric plasma to enhance physiological and biochemical traits of basil. Plants. 2021; 10(10):2088. doi: 10.3390/plants10102088
  13. Waskow A, Butscher D, Oberbossel G, Klöti D, Rudolf von Rohr P, Büttner-Mainik A, et al. Lowenergy electron beam has severe impact on seedling development compared to cold atmospheric pressure plasma. Scientific Reports. 2021; 11(1):16373. doi: 10.1038/s41598-021-95767-0
  14. Zadoks JC, Chang TT, Konzak CF. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed research. 1974; 14(6):415-421. doi: 10.1111/j.1365-3180.1974.tb01084.x
  15. Tottman DR. The decimal code for the growth stages of cereals, with illustrations. Annals of applied biology. 1987; 110(2):441-454. doi: 10.1111/j.1744-7348.1987.tb03275.x
  16. Tikhonov VN, Aleshin SN, Ivanov IA, Tikhonov AV. The low-cost microwave plasma sources for science and industry applications. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 927(1):012067. doi: 10.1088/1742- 6596/927/1/012067
  17. Ivanov IA, Tikhonov VN, Tikhonov AV. Microwave complex for obtaining low-temperature plasma at atmospheric pressure. Journal of Physics: Conference Series. 2019; 1393(1):012042. doi: 10.1088/1742- 6596/1393/1/012042

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).