RU2742535C1 - Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting - Google Patents

Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting Download PDF

Info

Publication number
RU2742535C1
RU2742535C1 RU2020133842A RU2020133842A RU2742535C1 RU 2742535 C1 RU2742535 C1 RU 2742535C1 RU 2020133842 A RU2020133842 A RU 2020133842A RU 2020133842 A RU2020133842 A RU 2020133842A RU 2742535 C1 RU2742535 C1 RU 2742535C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
germination
seeds
sugar beet
light
germinated
Prior art date
Application number
RU2020133842A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Зеленков
Вячеслав Васильевич Латушкин
Петр Аркадьевич Верник
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития» filed Critical Автономная некоммерческая организация «Институт социально-экономических стратегий и технологий развития»
Priority to RU2020133842A priority Critical patent/RU2742535C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742535C1 publication Critical patent/RU2742535C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; crop production.
SUBSTANCE: can be used to increase the germination of sugar beet seeds, in breeding using agrobiotechnological systems with artificial lighting to obtain new plant biotypes, in production technologies to obtain germinated seeds and microgreens. After sowing, seeds are germinated at room temperature and moistened using monochromatic continuous illumination with LEDs of blue light with a wavelength of 440 nm or green light with a wavelength of 525 nm as a light source with the generation of low-intensity photons in the range of 6.52 - 1.44 mcmol / m2 • s at the level of the seedbed.
EFFECT: method allows expanding possibilities of using LED lighting in the version of monochromatic spectra of blue and green light for increasing the germination of sugar beet seeds, sprout productivity during germination for obtaining germinated seeds and microgreens and using in breeding to obtain new plant biotypes.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, в растениеводстве, может найти применение для повышения всхожести семян, в селекции с использованием агробиотехносистем с искусственным освещением в технологиях получения пророщенных семян сахарной свеклы и получения микрозелени.The invention relates to the field of agriculture, in particular, in plant growing, can be used to increase the germination of seeds, in breeding using agrobiotechnological systems with artificial lighting in technologies for obtaining germinated seeds of sugar beet and obtaining microgreens.

Известна технология применения светодиодных источников света в светокультуре растений в теплицах и оранжереях, которая дает возможность длительного постоянного облучения комбинированным светом с включением в световой поток полихромного освещения красного (СД КС), синего (СД СС) и зеленого (СД ЗС) светов (Курьянова И.В., Олонина С.И. Оценка влияния различных спектров светодиодного светильника на рост и развитие овощных культур» Вестник НГИЭИ, 2017.№7(74) с.35-44)Known technology for the use of LED light sources in the photoculture of plants in greenhouses and greenhouses, which makes it possible to long-term constant irradiation with combined light with the inclusion of polychromatic lighting in the luminous flux of red (SD KS), blue (SD SS) and green (SD ZS) lights (Kuryanova I .V., Olonina SI Assessment of the influence of different spectra of LED lamps on the growth and development of vegetable crops "Vestnik NGIEI, 2017.№7 (74) p.35-44)

Такие источники света предлагаются многими производителями как фитолампы. Как правило, искусственное освещение для различных видов растений в теплицах исследуется только с точки зрения возможности повышения фотосинтеза на разных стадиях вегетативного и генеративного развития при вегетации конкретных растений в условиях защищенного грунта.Such light sources are offered by many manufacturers as phytolamps. As a rule, artificial lighting for various types of plants in greenhouses is studied only from the point of view of the possibility of increasing photosynthesis at different stages of vegetative and generative development during the growing season of specific plants in protected ground conditions.

Известно также техническое решение, где для каждого растения конкретно исследуются вопросы влияния искусственного освещения в различных его составляющих, по спектрам электромагнитного излучения, интенсивности, и времени воздействия на разных этапах вегетации и фотосинтеза, при разработке элементов технологий для защищенного грунта (патент №2601055,опубликован 27.10.2014 Бюл.№30. МПК А01С1/00, А01С1/02)It is also known a technical solution, where for each plant, the issues of the influence of artificial lighting in its various components, according to the spectra of electromagnetic radiation, intensity, and exposure time at different stages of vegetation and photosynthesis, in the development of technology elements for protected ground (patent No. 2601055, published 10/27/2014 Bulletin No. 30. IPC А01С1 / 00, А01С1 / 02)

Известен способ фитостимуляции растений в теплице путем облучения растений в ультрафиолетовом диапазоне УФ-В длин волн в течении всего времени вегетаци и разовыми дозами облучения 3-25 Вт/м2 в пределах 50-120 Дж/м2 в течении 3-20 сек с периодичностью 1 раз в 1-4 суток. При этом авторы делают акцент на снижение числа микроорганизмов в теплице и на поверхности растений, при таких режимах с минимальным негативным воздействием на инициирование окислительных процессов, сказывающихся на продуктивности растений (патент №2674599, опубликован 11.12.2018 Бюл.№35. МПК А01G7/04, А01G9/20)A known method of phytostimulation of plants in a greenhouse by irradiating plants in the ultraviolet range of UV-B wavelengths during the entire growing season and single doses of irradiation 3-25 W / m 2 in the range of 50-120 J / m 2 for 3-20 seconds with a frequency 1 time in 1-4 days. At the same time, the authors focus on reducing the number of microorganisms in the greenhouse and on the surface of plants, under such regimes with a minimum negative impact on the initiation of oxidative processes affecting plant productivity (patent No. 2674599, published on 11.12.2018 bull. No. 35. IPC А01G7 / 04 , A01G9 / 20)

Авторы не рассматривают вопросы первичного этапа проращивания семян растений, а предложенный диапазон жесткого УФ спектра, средние уровни интенсивности и временные диапазоны с кратностью запуска светового излучения рассматривают как воздействие на микрофлору растений для обеззараживания, что и является одним из факторов улучшения выращивания в теплице.The authors do not consider the issues of the primary stage of germination of plant seeds, and the proposed range of the hard UV spectrum, average levels of intensity and time ranges with the frequency of starting light radiation are considered as an effect on the microflora of plants for disinfection, which is one of the factors for improving cultivation in a greenhouse.

Также, известна система искусственного фитоосвещения, которая позволяет использовать светодиодный светильник с реализацией его возможностей использования спектров излучения синего, красного, дальнего красного света в соотношении 1:3:1 (патент №2723725, опубликован 17.06.2020 Бюл.№17. МПК А01G9/20, A01G 7/04, F21S 2/00). Авторы за счет набора светодиодов с реализацией максимальных интенсивностей и возможностей использования конкретного набора светодиодов широкого диапазона излучения, предлагают унификацию своей системы освещения для широкого ряда растительных культур в теплицах. При этом, авторы не учитывают особенности специфичности первичного отклика генома разных растений на спектры освещения и интенсивности пучков фотонов первой стадии проращивания до начала истинного фотосинтеза после формирования истинных первых 4-х листьев растений. Число вариаций реализации таких систем освещения при определении оптимума для конкретного растения составляет огромное количество, и ориентация на спектры поглощения света для фотосинтеза может оказаться малоприемлимым на стадии проращивания и формирования первичных всходов в виде микрозелени.Also, there is a known system of artificial phyto-lighting, which allows the use of an LED lamp with the implementation of its possibilities of using the emission spectra of blue, red, far red light in a ratio of 1: 3: 1 (patent No. 2723725, published 06/17/2020 Bul.No.17. IPC А01G9 / 20, A01G 7/04, F21S 2/00). The authors, due to a set of LEDs with the implementation of maximum intensities and the possibility of using a specific set of LEDs of a wide range of radiation, propose the unification of their lighting system for a wide range of crops in greenhouses. At the same time, the authors do not take into account the specificity of the primary response of the genome of different plants to the spectra of illumination and intensity of photon beams of the first stage of germination before the start of true photosynthesis after the formation of the first 4 true leaves of plants. The number of variations in the implementation of such lighting systems in determining the optimum for a particular plant is enormous, and the orientation to the light absorption spectra for photosynthesis may turn out to be unacceptable at the stage of germination and the formation of primary seedlings in the form of microgreens.

Известно, что влияние света на этапе прорастания семян мало связано с интенсивностью фотосинтеза, т.к. фотосинтетический аппарат - листья растений, еще не сформированы.It is known that the effect of light at the stage of seed germination has little to do with the intensity of photosynthesis, because photosynthetic apparatus - plant leaves, not yet formed.

Вопрос об использовании вышеперечисленных подходов реализации искусственного освещения, например для технической культуры сахарной свеклы остается открытым.The question of using the above approaches to the implementation of artificial lighting, for example, for industrial crops of sugar beet, remains open.

Известно, что при досвечивании горчицы салатной в фазе технической зрелости растений светодиодными светильниками с красным и синим полидисперсным спектром можно управлять продуктивностью растений и параметрами антиоксидантной активностью ее зеленой массы (Зеленков В.Н., Кособрюхов А.А., Лапин А.А., Латушкин В.В./ Продуктивность и антиоксидантная активность горчицы салатной при облучении красным и синим светом в замкнутой системе фитотрона класса синерготрон ИСР-1.1. // Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в агробиотехносистемах. Сборник научных трудов. Выпуск 1/ под редакцией проф. В.Н. Зеленкова - М.: Техносфера, 2018 - С.144-154. ISBN 978-5-94836-543-5, DOI: 10.22184/978-5-94836-543-5-142-152.It is known that when supplementary lighting of salad mustard in the phase of technical maturity of plants with LED lamps with a red and blue polydisperse spectrum, it is possible to control the productivity of plants and the parameters of the antioxidant activity of its green mass (Zelenkov V.N., Kosobryukhov A.A., Lapin A.A., Latushkin V.V. / Productivity and antioxidant activity of salad mustard under irradiation with red and blue light in a closed system of phytotron of the synergotron ISR-1.1 class. // Life cycle and plant ecology: regulation and management of the habitat in agrobiotechnological systems. Collection of scientific papers. Issue 1 / edited by Prof. V.N. Zelenkov - M .: Technosphere, 2018 - pp. 144-154. ISBN 978-5-94836-543-5, DOI: 10.22184 / 978-5-94836-543-5-142 -152.

Однако, данный аналог рассматривает источник света в красной области излучения светодиодного светильника как полихроматический источник фотонов широкой области красного излучения и дает решение вопросов интенсификации роста растений салатной культуры в фазе технической зрелости салата.However, this analogue considers the light source in the red region of the LED lamp radiation as a polychromatic source of photons of a wide region of red radiation and provides a solution to the issues of intensifying the growth of lettuce crops in the phase of technical maturity of lettuce.

Близким к предлагаемому решению является исследование в ВНИИ лекарственных и ароматических растений при рассмотрении фактора освещения при проращивании семян лекарственных растений с длительным периодом покоя, что снижает эффективность их применения в лекарственном растениеводстве из-за низкой всхожести, как лабораторной, так и полевой. Авторы работы - прототипа используют полные спектры излучателей красного и синего света, при проращивании семян паслена и белладонны (Н.Ю. Свистунова, П.С. Савин. Влияние различных условий на всхожесть семян некоторых лекарственных растений после длительного хранения / Идеи Н. И. Вавилова в современном мире: тезисы докладов в IV Вавиловской международной конференции. -Санкт-Петербург, 20–24 ноября 2017 г. СПб.: ВИР, 2017, с.149). В известном способе авторы применяют спектры синего и красного освещения широкого диапазона и высокой энергетической составляющей генерируемых пучков фотонов. Наиболее эффективным для реализации проращивания семян лекарственных растений белладонны и паслена оказался вариант с красным освещением семян при проращивании. Однако авторы не указывают интенсивности освещения и точных длин волн красного и синего света, что является существенным для практической реализации способа в технологиях проращивания для других сельскохозяйственных культур. Это не позволяет применить приведенные данные авторов, например, для сельскохозяйственной культуры сахарной свеклы при проращивании семян. Наиболее близким техническим решением является способ светодиодного облучения семян сахарной свеклы (СN107105625 А, 29.08.2017), в котором осуществляют облучение семян ультрафиолетовыми лучами. Однако, в способе – прототипе отсутствуют конкретные параметры облучения при освещении монохроматическим спектром света для получения качественной продукции в течение всего проращивания семян и получения первичной микрозелени в закрытой агробиотехносистеме.Close to the proposed solution is a study at the All-Russian Research Institute of medicinal and aromatic plants when considering the light factor during germination of seeds of medicinal plants with a long dormant period, which reduces the effectiveness of their use in medicinal plant growing due to low germination, both laboratory and field. The authors of the work - the prototype use the full spectra of red and blue light emitters when germinating nightshade and belladonna seeds (N. Yu. Svistunova, P.S. Savin. Influence of various conditions on the germination of seeds of some medicinal plants after long-term storage / Ideas by N. Vavilov in the modern world: abstracts of reports in the IV Vavilov international conference. -Saint Petersburg, November 20-24, 2017 St. Petersburg: VIR, 2017, p. 149). In the known method, the authors use the spectra of blue and red illumination of a wide range and a high energy component of the generated photon beams. The option with red illumination of seeds during germination turned out to be the most effective for the implementation of germination of seeds of medicinal plants belladonna and nightshade. However, the authors do not indicate the intensity of illumination and the exact wavelengths of red and blue light, which is essential for the practical implementation of the method in germination technologies for other crops. This does not allow the authors' data to be applied, for example, to the agricultural crop of sugar beet when germinating seeds. The closest technical solution is a method of LED irradiation of sugar beet seeds (CN107105625 A, 08/29/2017), in which seeds are irradiated with ultraviolet rays. However, the prototype method lacks specific irradiation parameters when illuminated with a monochromatic spectrum of light to obtain high-quality products during the entire germination of seeds and to obtain primary microgreens in a closed agrobiotechnological system.

Технический результат - расширение возможностей использования светодиодного освещения в варианте монохроматических спектров синего, зеленого света для повышения всхожести семян сахарной свеклы, продуктивности ростков при проращивании для получения пророщенных семян и микрозелени.The technical result is to expand the possibilities of using LED lighting in the variant of monochromatic spectra of blue, green light to increase the germination of sugar beet seeds, the productivity of sprouts during germination to obtain germinated seeds and microgreens.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от способа - прототипа, семена сахарной свеклы проращивают при комнатной температуре и увлажнении с получением первичной микрозелени и применением в качестве источника света монохроматического непрерывного освещения светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или зеленого света с длиной волны 525 нм при генерации фотонов низкой интенсивности в диапазоне 6,52 – 1,44 мкМоль/м2·с на уровне подложки с семенами.The technical solution of the claimed object is that, unlike the prototype method, sugar beet seeds are germinated at room temperature and humidification to obtain primary microgreens and use monochromatic continuous illumination with LEDs of blue light with a wavelength of 440 nm or green light with wavelength 525 nm in the generation of photons of low intensity in the range 6.52 - 1.44 mmol / m 2 · s at substrate level with the seed.

Способ осуществляют следующим образом:The method is carried out as follows:

Исследования проводили с использованием экспериментального образца агробиотехносистемы - синерготрона с цифровым программным управлением основными параметрами среды (модель 1.01. конструкции АНО «Институт стратегий развития», Москва). В качестве объекта исследований взята техническая сельскохозяйственная культура - сахарная свекла сорта Смена F1.The studies were carried out using an experimental sample of an agrobiotechnological system - a synergotron with digital programmed control of the main parameters of the environment (model 1.01. Designed by ANO Institute for Development Strategies, Moscow). The object of research was a technical agricultural crop - sugar beet of the Smena F1 variety.

ПРИМЕРEXAMPLE

Проращивание семян сахарной свеклы осуществляли в соответствии с ГОСТ 22617.2-94 («Семена сахарной свеклы. Методы определения всхожести, одноростковости и доброкачественности») с модификацией методики, а именно: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты в виде пластин 20*20 см (400 см2). Количество семян 2,0 г, повторность трехкратная. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. В качестве контроля использовали проращивание в темноте.Germination of sugar beet seeds was carried out in accordance with GOST 22617.2-94 ("Sugar beet seeds. Methods for determining germination, single sprout and good quality") with a modification of the method, namely: instead of filter paper, a mineral wool substrate was used in the form of plates 20 * 20 cm ( 400 cm 2 ). The number of seeds is 2.0 g, threefold replication. Watering was carried out with distilled water as the substrate dries up. Germination in the dark was used as a control.

Проращивание семян сахарной свеклы в темноте а также 3 опытных варианта с монохроматическим светодиодным низкоэнергетическим освещением синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм и интенсивностью 6,52 мкМоль / м2·с, 1,44 мкМоль / м2·с и 2,36 мкМоль / м2·с, соответственно.Germination of sugar beet seeds in the dark as well as 3 experimental options with monochromatic low-energy LED illumination of blue (SD SS), green (SD ZS) and red (SD KS) light with wavelengths of 440 nm, 525 nm and 660 nm and an intensity of 6.52 mol / m 2 · s, 1.44 micromoles / m 2 · s and 2.36 micromoles / m 2 · s, respectively.

На 4-е сутки определяли энергию проращивания семян, на 10-е сутки определяли всхожесть семян в контрольных и опытных вариантах. Измеряли высоту, продуктивность проростков (средняя масса по 100 проросткам) в 3-х повторностях. Определяли среднее арифметическое энергии, всхожести и сырой биомассы 100 ростков (продуктивность). Высоту ростков определяли на 6-е сутки и на 10-е сутки.On the 4th day, the seed germination energy was determined, on the 10th day, the seed germination was determined in the control and experimental variants. The height and productivity of seedlings (average weight per 100 seedlings) were measured in 3 replicates. Determined the arithmetic mean of energy, germination and wet biomass of 100 shoots (productivity). The height of the shoots was determined on the 6th day and on the 10th day.

Результаты испытаний реализации способа приведены в таблицах 1 и 2.The test results of the implementation of the method are shown in tables 1 and 2.

Таблица 1. Энергия прорастания (4-е сутки) и всхожесть (10-е сутки) семян сахарной свеклы сорта Смена F1Table 1. Germination energy (4th day) and germination (10th day) of sugar beet seeds of the Smena F1 variety

Вариант опытаExperience Option Энергия, %Energy,% Изменение энергии относит. контроля, %Energy change rel. control,% Всхожесть,%Germination,% Изменение всхожести относит. контроля, %The change in germination is attributed. control,% Проращивание семян в темноте - контроль Germinating seeds in the dark - control 5454 -- 8686 -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкМоль / м2·с Germination of seeds under constant illumination of SD SS 440 nm, 6.52 μM / m 2 s 6666 +22,2+22.2 8888 +2,3+2.3 Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкМоль / м2·с Sprouting seeds under constant illumination of 525 nm LED of AP, 1.44 mmol / m 2 · s 5454 00 8686 00 Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкМоль / м2·с Germination of seeds under constant illumination of SD KS 660 nm, 2.36 μM / m 2 s 4444 - 22,7- 22.7 5656 - 34,9- 34.9

Применение предложенного способа, с использованием разных спектров светодиодных источников синего (СД СС), зеленого (СД ЗС) и красного (СД КС) света с длинами волн 440 нм, 525 нм и 660 нм с низкой интенсивностью при проращивании семян 6 суток при монохроматическом непрерывном освещении ведет к снижению энергии проращивания и всхожести относительно контроля для СД КС на 22,7% и 34,9%, соответственно. Для вариантов освещения СД СС и СД ЗС наблюдается увеличение на 22,2% и сохранение энергии проращивания, соответственно. Для этих же вариантов наблюдается такая же закономерность и для всхожести семян - увеличение на 2,3% и сохранение показателя для СД СС и СД ЗС, соответственно (таблица 1).Application of the proposed method, using different spectra of LED sources of blue (SD SS), green (SD ZS) and red (SD KS) light with wavelengths of 440 nm, 525 nm and 660 nm with low intensity during seed germination for 6 days with monochromatic continuous lighting leads to a decrease in the energy of germination and germination relative to the control for SD KS by 22.7% and 34.9%, respectively. For the illumination options of SD SS and SD ZS, an increase of 22.2% and conservation of germination energy are observed, respectively. For the same variants, the same pattern is observed for seed germination - an increase by 2.3% and the preservation of the indicator for SD SS and SD ZS, respectively (Table 1).

Таблица 2. Высота (см) растений на 6-е и 10-е сутки и продуктивность ростков (масса ростков, г) на 10-е сутки проращивания семян сахарной свеклы (сорт Смена F1) Table 2. Height (cm) of plants on the 6th and 10th days and the productivity of shoots (weight of shoots, g) on the 10th day of germination of sugar beet seeds (variety Smena F1)

Вариант опытаExperience Option Высота ростков, см на 6-е суткиSprout height, cm on the 6th day Изменение высоты к контролю, %Height change to control,% Высота ростков на 10-е сутки, смSprout height on the 10th day, cm Изменение высоты к контролю, %Height change to control,% масса 100 ростков, г weight of 100 sprouts, g Изменение массы ростка к контролю, %Change in sprout weight to control,% Проращивание семян в темноте Germinating seeds in the dark 6,66.6 -- 8,88.8 -- 5,055.05 -- Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм,
6,52 мкМоль / м2·с
Germination of seeds under constant illumination of SD SS 440 nm,
6.52 μMol / m 2 s
6,36,3 - 4,5- 4.5 6,36,3 - 28,4- 28.4 5,425.42 +7,3+7.3
Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм,
1,44 мкМоль / м2·с
Germination of seeds under constant illumination of SD ЗС 525 nm,
1.44 μM / m 2 s
7,87.8 +18,2+18.2 7,87.8 - 11,4- 11.4 6,056.05 +19,8+19.8
Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм,
2,36 мкМоль / м2·с
Germination of seeds under constant illumination of CD KS 660 nm,
2.36 μMol / m 2 s
2,62.6 - 60,6- 60.6 2,92.9 - 67,0- 67.0 2,342.34 - 53,7- 53.7

Для варианта освещения СД КС наблюдается существенное снижение как высоты ростков на 60,6% (на 6-е сутки) и на 67,0% (на 10-е сутки) при высоком снижении продуктивности биомассы ростков на 53,7% относительно контроля (табл.2).For the variant of illumination of the SD of the KS, a significant decrease in both the height of the sprouts is observed by 60.6% (on the 6th day) and by 67.0% (on the 10th day) with a high decrease in the productivity of the sprout biomass by 53.7% relative to the control ( Table 2).

Для вариантов испытания способа СД СС наблюдается незначительное снижение высоты ростков на 4,5% на 6-е сутки проращивания и значительное снижение высоты на 28,4% при повышении продуктивности на 7,3% (табл.2). Эти данные говорят о формировании низкорослых биотипов ростков и микрозелени сахарной свеклы в этом варианте освещения.For test variants of the SD SS method, there is a slight decrease in the height of sprouts by 4.5% on the 6th day of germination and a significant decrease in height by 28.4% with an increase in productivity by 7.3% (Table 2). These data indicate the formation of stunted biotypes of shoots and microgreening of sugar beet in this lighting option.

Для СД ЗС наблюдается существенное увеличение продуктивности (прирост биомассы на 19,8%) при повышении высоты ростков на 18,2% на 6-е сутки проращивания и при уменьшении высоты ростков на 11,4% (по отношению к контролю) при продолжении проращивания на 10-е сутки проращивания семян (табл.2).For SD ZS, a significant increase in productivity is observed (biomass growth by 19.8%) with an increase in sprout height by 18.2% on the 6th day of germination and with a decrease in sprout height by 11.4% (relative to control) with continued germination on the 10th day of seed germination (Table 2).

Это позволяет получать пророщенные семена сахарной свеклы с повышенной биологической активностью относительно контроля (темнового проращивания семян) с повышением продуктивности при формировании первичной микрозелени с использованием только гетеротрофного питания за счет семенного запаса питательных веществ и активации процессов проращивания монохроматическим излучением светодиодных источников фотонов низкой интенсивности.This makes it possible to obtain germinated sugar beet seeds with increased biological activity relative to control (dark germination of seeds) with an increase in productivity during the formation of primary microgreening using only heterotrophic nutrition due to the seed supply of nutrients and activation of germination processes by monochromatic radiation of low-intensity LED photon sources.

Таким образом, использование предлагаемого способа с применением низкоэнергетического излучения монохроматического светодиодного светильника СД СС 440 нм (интенсивности излучения 6,52 мкМоль / м2·с) или варианта СД ЗС 525 нм (интенсивности излучения 1,44 мкМоль / м2·с), позволяет получать пророщенные семена сахарной свеклы в форме первичной микрозелени с содержанием новых фотосинтетических биологически активных компонентов - продуктов гетеротрофного питания ростков и первичного фотосинтеза уже на 10 сутки для здорового питания, а также использовать этот подход для получения новых биотипов растения сахарной свеклы для селекции.Thus, the use of the proposed method using low-energy radiation of a monochromatic LED lamp SD SS 440 nm (radiation intensity 6.52 μM / m 2 s) or a variant of LED ZS 525 nm (radiation intensity 1.44 μM / m 2 s), allows to obtain sprouted seeds of sugar beet in the form of primary microgreens containing new photosynthetic biologically active components - products of heterotrophic nutrition of sprouts and primary photosynthesis as early as 10 days for healthy nutrition, and also to use this approach to obtain new biotypes of a sugar beet plant for breeding.

Claims (1)

Способ активации проращивания семян сахарной свеклы при светодиодном монохроматическом освещении, включающий освещение семян разными спектрами, отличающийся тем, что семена проращивают при комнатной температуре и увлажнении с получением первичной микрозелени и применением в качестве источника света монохроматического непрерывного освещения светодиодами синего света с длиной волны 440 нм или зеленого света с длиной волны 525 нм при генерации фотонов низкой интенсивности в диапазоне 6,52-1,44 мкмоль/м2·с на уровне подложки с семенами.A method for activating the germination of sugar beet seeds under LED monochromatic illumination, including the illumination of seeds with different spectra, characterized in that the seeds are germinated at room temperature and humidification to obtain primary microgreens and the use of monochromatic continuous illumination with blue light LEDs with a wavelength of 440 nm or green light with wavelength of 525 nm in the generation of photons of low intensity in the range of 6,52-1,44 mol / m 2 · s at substrate level with the seed.
RU2020133842A 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting RU2742535C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133842A RU2742535C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133842A RU2742535C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742535C1 true RU2742535C1 (en) 2021-02-08

Family

ID=74554289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133842A RU2742535C1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742535C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2773367C1 (en) * 2021-09-21 2022-06-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" Method for activating the germination of table beet seeds with hydrothermal nanosilica under led lighting

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107105625A (en) * 2014-09-17 2017-08-29 拜欧卢米克有限公司 The method and products therefrom of seed treatment
RU180020U1 (en) * 2018-02-21 2018-05-30 Общество с ограниченной ответственностью "Грин Лайн" AUTOMATED LED LAMP FOR HYDROPONIC INSTALLATIONS
RU2704104C2 (en) * 2016-06-22 2019-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "АТОМСВЕТ - ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ" Electromagnetic radiation spectrum forming method, agriculture lighting method and agriculture lighting system
RU2723725C1 (en) * 2019-09-05 2020-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "Развитие электротехнологий и инноваций" Artificial phyto-lighting system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107105625A (en) * 2014-09-17 2017-08-29 拜欧卢米克有限公司 The method and products therefrom of seed treatment
RU2704104C2 (en) * 2016-06-22 2019-10-24 Общество с ограниченной ответственностью "АТОМСВЕТ - ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ" Electromagnetic radiation spectrum forming method, agriculture lighting method and agriculture lighting system
RU180020U1 (en) * 2018-02-21 2018-05-30 Общество с ограниченной ответственностью "Грин Лайн" AUTOMATED LED LAMP FOR HYDROPONIC INSTALLATIONS
RU2723725C1 (en) * 2019-09-05 2020-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "Развитие электротехнологий и инноваций" Artificial phyto-lighting system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LANDI M. et al. Plasticity of photosynthetic processes and the accumulation of secondary metabolites in plants in response to monochromatic light environments// A review Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, Vol.1861, Iss.2, Article 148131, 01.02.2020. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779421C1 (en) * 2021-09-13 2022-09-06 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" Method for activating the germination of beetroot seeds under led lighting
RU2773367C1 (en) * 2021-09-21 2022-06-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" Method for activating the germination of table beet seeds with hydrothermal nanosilica under led lighting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021057170A1 (en) Illumination method for regulating reproductive development of plant
MATYSIAK et al. White, blue and red LED lighting on growth, morphology and accumulation of flavonoid compounds in leafy greens.
Borowski et al. The effects of light quality on photosynthetic parameters and yield of lettuce plants
WO2020199277A1 (en) Illumination method for facilitating plant growth, plant illumination device and use thereof
CN110583389B (en) Artificial light environment method for plant seedling culture
CN106718183B (en) Water culture seedling culture light environment and seedling culture method for lettuce vegetables
CN108811870B (en) Spectrum and proportion suitable for growth of European spruce seedlings
RU2737174C1 (en) Method for increasing of germinating ability of winter wheat seeds
CN114521410B (en) Laser seedling raising method and rice cultivation method based on same
RU2734081C1 (en) Method for activation of germinating wheat seeds
CN111448905A (en) Light-controlled tomato seedling method and illumination equipment
CN110915468A (en) Method for increasing glucosinolate content of broccoli sprouting vegetable
Lee et al. Growth and physiological responses of Panax ginseng seedlings as affected by light intensity and photoperiod
KR20180009115A (en) Culturing method of Brassica oleracea var. acephala
Zhang et al. Rice yield corresponding to the seedling growth under supplemental green light in mixed light-emitting diodes.
CN110583280B (en) Luminous environment regulation and control method for reducing lettuce cooking heart rate in plant factory
RU2742535C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds under led monochromatic lighting
RU2741085C1 (en) Method of activating rape seed germination
RU2740316C1 (en) Method to activate lettuce crops seed sprouting
RU2746275C1 (en) Method for activating the germination of sugar beet seeds
RU2746277C1 (en) Method for activating germination of soybean seeds with led monochromatic lighting
RU2745449C1 (en) Method for activating germination of seeds of cereal meadow grass
RU2742611C1 (en) Method for activating the germination of rapeseed seeds under monospectral illumination
RU2742614C1 (en) Method for activating germination of seeds of abyssinian nougat with led monochromatic lighting
RU2779421C1 (en) Method for activating the germination of beetroot seeds under led lighting