Методологические и агробиологические основы биоактивации семян сельскохозяйственных культур потоком низкотемпературной плазмы

• Автор: Гордеев, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 06.01.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 289 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1. Современная теория влияния стресса на растения и семена

1.2. Научные основы действия излучений на биологические системы

1.3. Применение электромагнитных излучений в агрономии

1.4. Применение излучений плазмы для предпосевной обработки семян

Заключение

Глава 2. Условия, методы и плазматроны,

применявшиеся в экспериментах

2.1. Условия проведения исследований
2.2. Методика проведения лабораторных и полевых исследований
2.3. Конструктивные особенности плазмотронов
сельскохозяйственного назначения
Глава 3. Биофизические основы действия
плазменных излучений на семена
3.1. Параметры плазмы
3.2. Выявление активных компонентов
низкотемпературной гелиевой плазмы
3.3. Исследование биоактивности отдельных участков спектра
гелиевой плазмы
3.4. Изучение спектров люминесценции семян различных
сельскохозяйственных культур, обработанных излучениями плазмы
3.5. Исследование эффекта образования свободных радикалов
в семенах, под воздействием плазмы
Заключение
Глава 4. Разработка теоретических аспектов технологий
применения излучений плазмы в сельском хозяйстве
4.1. Режимы биоактивации семян излучениями плазмы
4.2. Исследование эффективности применения прерывистой (импульсной) биоактивации семян
4.3. Изучение влияния плазменных излучений на биологическую активность ферментативных систем прорастающих семян
4.4. Действие излучений гелиевой плазмы на процесс фотосинтеза и содержание хлорофилла
4.5. Действие гелиевой плазмы на процесс дыхания семян
4.6. Влияние продолжительности хранения (отлежки) семян
на снижение эффективности облучения
4.7. Отзывчивость на плазменную обработку различных сортов
и репродукций сельскохозяйственных культур
Заключение

Глава 5. Влияние предпосевной биоактивации семян излучениями плазмы на рост, развитие и
качество продукции сельскохозяйственных культур
5.1. Изучение действия предпосевного облучения семян на рост,
развитие и качество урожая зерновых культур
5.2. Изучение эффективности предпосевной обработки семян
зерновых культур излучениями плазмы на фоне разных доз удобрений
5.3. Влияние обработок клубней картофеля излучениями плазмы
на рост и развитие растений и урожайность
5.4. Действие обработок излучениями плазмы
на рост, развитие и урожайность льна
5.5. Влияние предпосевного облучения на рост,
развитие и урожайность гороха
5.6. Сравнительное изучение эффективности плазмы гелия и плазмы
паров воды при предпосевном облучении семян огурца и томата
5.7. Влияние способов обработки семян козлятника восточного
на формирование агроценоза и его продуктивность
Заключение
Глава 6. Результаты производственных испытаний
эффективности плазменных технологий
6.1. Производственные испытания ячменя
6.2. Производственные испытания яровой пшеницы
6.3. Производственные испытания озимой ржи
6.4. Результаты производственных испытаний
в Краснодарском крае и Ростовской области
Заключение
Глава 7. Зкономическая и энергетическая
эффективность плазменных технологий
7.1. Экономическая оценка эффективности предпосевной
обработки семян плазмой на посевах ячменя
7.2. Экономическая оценка эффективности предпосевной
обработки семян плазмой на посевах яровой пшеницы
7.3. Экономическая оценка эффективности сроков отлежки
семян яровой пшеницы при обработке плазмой
7.4. Энергетическая оценка предпосевной обработки семян плазмой
на посевах яровой пшеницы
7.5. Экономическая оценка эффективности предпосевной
обработки плазмой клубней картофеля
Заключение
Выводы
Рекомендации производству
Список литературы
Приложения
ПЕРЕЧЕНЬ
УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АБК - абсцизовая кислота
АПК - агропромышленный комплекс
АТФ - аденозинтрифосфат
ВП - вариабельный потенциал
ВПУ - водородно-плазменная установка
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
ИКС - искусственно концентрированный свет
ИКСС - искусственно концентрированный солнечный свет
КПД - коэффициент полезного действия
НАД - никотинамидадениндинуклеотид
НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат
НТП - низкотемпературная плазма
ПД - потенциал действия
ПОЛ - перекисное окисление липидов
ПОС - плазменная обработка семян
РНК - рибонуклеиновая кислота
РП - разность потенциалов
СВЧ - сверхвысокие частоты
СР - свободные радикалы
СТВ - сверхтонкое взаимодействие
ТМ - тяжелые металлы
УФ - ультрафиолетовые волны
ФАР - фотосинтетически активная радиация
ФП - фотосинтетический потенциал
ХПЯ - химическая поляризация ядер
ЭМИ - электромагнитные излучения
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
ЭСО - электронный спиновый обмен

сотен молекул мономеров.
В клетках функцию фотохромов могут выполнять различные соединения, каждое из которых характеризуется строго индивидуальным спектром поглощения, поэтому наблюдается большое разнообразие спектров действия фоторе-гуляторных реакций. Максимумы в спектрах действия фоторегуляторных процессов, рассмотренных выше, расположены в красной области спектра. Вместе с тем существует ряд процессов, в проявлении которых наибольшей эффективностью обладает свет синей и ультрафиолетовой области спектра [125].
Последние часто индуцируются в биологически важных макромолекулах и мембранах светом различных длин волн и обусловливают повреждающее действие оптического излучения на клетки.
Согласно общепринятому мнению, ДНК - основная внутриклеточная мишень при летальном и мутагенном действии коротковолнового УФ- излучения. Это, в частности, подтверждается совпадением максимума в спектрах действия фотобиологических эффектов (260-265 нм) с максимумом в спектре поглощения ДНК [247].
Основными хромофорами ДНК являются азотистые основания нуклеотидов, причем квантовые выходы фотопревращений пиримидиновых компонентов примерно на порядок выше, чем пуриновых. Поглощение азотистыми основаниями квантов УФ-света (максимум поглощения при 260 нм) приводит к образованию их электронно-возбужденных синглетных и триплетных состояний.
При относительно низких интенсивностях УФ-излучения обычных источников возбуждаются низко лежащие синглетные (5)) и триплетные (Т,) электронные уровни молекул за счет поглощения ими одного кванта. В 5/- и 7)-состояниях основания ДНК вступают в различные фотохимические реакции, из которых с наибольшим квантовым выходом идут три реакции фотоприсоединения: димери-зация, гидратация и образование (6-4)-пиримидиновых аддуктов [152].
Эти фотопродукты характеризуются абсорбцией при 315-320 нм и флуоресценцией в области 405-440 нм. Квантовый выход (6-4)-аддуктов порядка 10'3, т.е. в -10 раз меньше, чем циклобутановых димеров, и следовательно, в ле-