RU2746276C1 - Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении - Google Patents
Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746276C1 RU2746276C1 RU2020130820A RU2020130820A RU2746276C1 RU 2746276 C1 RU2746276 C1 RU 2746276C1 RU 2020130820 A RU2020130820 A RU 2020130820A RU 2020130820 A RU2020130820 A RU 2020130820A RU 2746276 C1 RU2746276 C1 RU 2746276C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seeds
- cereal
- meadow grasses
- led
- germination
- Prior art date
Links
- 241000209049 Poa pratensis Species 0.000 title claims abstract description 11
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000035784 germination Effects 0.000 title claims description 18
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 title claims 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 7
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004459 forage Substances 0.000 abstract description 2
- 235000020627 health maintaining nutrition Nutrition 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000234642 Festuca Species 0.000 description 9
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 235000012045 salad Nutrition 0.000 description 3
- 241000219198 Brassica Species 0.000 description 2
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 2
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000007226 seed germination Effects 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000004280 healthy diet Nutrition 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-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
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства и растениеводства, к селекции и расширению области применения светодиодного монохроматического излучения в технологиях получения пророщенных семян злаковых луговых трав для здорового питания и при подсеве на кормовых угодьях сенокосов и пастбищах. Способ включает проращивание семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении. При этом семена злаковых луговых трав проращивают 10 суток в стандартных условиях при комнатной температуре и увлажнении при постоянном монохроматическом светодиодном освещении зеленым светом с длиной волны 525 нм при низкой интенсивности фотонов 1,44 мкмоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами с получением микрозелени. Способ обеспечивает расширение возможностей использования светодиодного монохроматического освещения, определение параметров длины волны излучения для проращивания семян злаковых луговых трав и повышения качества проростков, а именно запуска первичного фотосинтеза с получением микрозелени, обогащенной биоактивными компонентами. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение в растениеводстве, в селекции и расширении области применения светодиодного монохроматического излучения в технологиях получения пророщенных семян злаковых луговых трав для здорового питания и при подсеве трав на кормовых угодьях сенокосов и пастбищ.
Известна технология применения светодиодных источников света в светокультуре растений в теплицах и оранжереях, которая даёт 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)
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.
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).
В последние несколько десятилетий активно в практику сельскохозяйственной науки и биотехнологии входят агробиотехносистемы различных конструкций и модификаций, предназначенные для исследования процессов выращивания растений в контролируемых условиях проведения эксперимента. В России эти технические системы наиболее известны под термином фитотроны. Последние годы появились и модификации фитотронов для решения вопросов выращивания растений для космического питания и медицины (Коновалова И.О., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Смолянина С.О., О.С. Яковлева, А.И. Знаменский, И.Г. Тараканов, С.Г. Радченко, С.Н. Лапач. Обоснование оптимальных режимов освещения растений для космической оранжереи «Витацикл-Т» // Авиакосм. и экол. мед. – 2016. – Т. 50, № 4. – С. 28-36), а также класс фитотронов – синерготроны с программно-управляемыми параметрами, включая и режимы освещения светодиодными источниками света (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. - 208с. ISBN 978-5-94836-543-5).
Известно техническое решение, в котором растения картофеля in vitro облучают светодиодными источниками разного цвета (красного, синего, зеленого, белого) с различной интенсивностью в нанометрах. (Ю.Ц.Мартиросян, Л.Ю.Мартиросян, А.А. Кособрюхов. Динамика фотосинтетических процессов в условиях переменного спектрального облучения растений. Сельскохозяйственная биология, 2016, том 51, №5, с.680-687)
Однако в известном решении не выявлены четкие зависимости по росту и развитию растений и обозначены параметры одной изучаемой культуры при чередовании темноты и облучения разным световым спектром излучения для листьев картофеля в условиях фотосинтеза при вегетации.
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.
Однако, данный аналог рассматривает источник света в красной области излучения светодиодного светильника как полидисперсный фотонный источник широкой области красного излучения регулируемого светильника синерготрона модели 1.01 (разработка АНО Институт стратегий развития, г. Москва) и дает решение вопросов интенсификации роста растений салатной культуры в фазе технической зрелости салата.
Наиболее близким к предлагаемому решению является патент КНР (CN 103687478 B, 23.09.2015), где рассматривается монохроматическое освещение для стимулирования роста растений. Авторы работы-прототипа используют полные спектры излучателей светодиодного монохроматического излучения только красной или синей области освещения для растений.
Технический результат - расширение возможностей использования светодиодного монохроматического освещения, определение параметров длины волны излучения для проращивания семян злаковых луговых трав и повышения качества проростков, а именно запуска первичного фотосинтеза с получением микрозелени, обогащенной биоактивными компонентами.
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что, в отличие от прототипа, семена злаковых луговых трав проращивают 10 суток в стандартных условиях при комнатной температуре и увлажнении при постоянном монохроматическом светодиодном освещении зеленым светом с длиной волны 525 нм при низкой интенсивности фотонов 1,44 мкмоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами с получением микрозелени.
Способ осуществляют следующим образом
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 взят представитель злаковых луговых трав – овсяница сорт Аллегро (селекция ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»).
Проращивание семян овсяницы проводили согласно ГОСТ 12038-84 с изменениями, а именно: вместо фильтровальной бумаги использовали подложку из минеральной ваты в виде пластин 20*20 см (400 см2). Количество семян 100 шт, повторность трехкратная. Полив проводили дистиллированной водой по мере подсыхания подложки. В качестве контроля использовали проращивание семян овсяницы в темноте в соответствии с ГОСТ 12038-84, 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 6,53 мкмоль / м2 с, 1,44 мкмоль /м2 с и 2,36 мкмоль / м2 с, соответственно.
На 10-е сутки определяли всхожесть семян в контрольном и опытных вариантах, измеряли высоту, продуктивность проростков в 3-х повторностях. Определяли среднее арифметическое всхожести и измерение высоты и сырой биомассы 100 ростков.
Результаты испытаний вариантов реализации способа приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1. Всхожесть (10-е сутки) семян овсяницы (сорт Аллегро)
| Вариант опыта | Всхожесть, % | Изменение всхожести относительно контроля, % |
| Проращивание семян в темноте – контроль | 74,8 | - |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкМоль / м2 с |
74,4 | - 0,5 |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкМоль / м2 с |
72,1 | - 3,6 |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкМоль / м2 с |
74,1 | - 0,9 |
Таблица 2. Высота (см) и продуктивность ростков (масса 100 ростков, г) на 10-е сутки проращивания семян овсяницы (сорт Аллегро)
| Вариант опыта | Высота ростков, см | Изменение высоты относительно контроля, % | Продуктивность – масса 100 ростков, г | Изменение продуктивности относительно контроля, % |
| Проращивание семян в темноте – контроль | 12,6 | - | 2,67 | - |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД СС 440 нм, 6,52 мкМоль / м2 с |
9,4 | - 25,4 | 2,59 | - 3,0 |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД ЗС 525 нм, 1,44 мкМоль / м2 с |
13,2 | + 4,8 | 3,05 | + 14,2 |
| Проращивание семян при постоянном освещении СД КС 660 нм, 2,36 мкМоль / м2 с |
10,3 | - 18,3 | 2,35 | - 12,0 |
Применение предложенного способа с использованием монохроматического освещения СД СС, СД ЗС и СД КС дает незначительное снижение всхожести семян овсяницы на 0,5 %, 3,6 % и 0,9 %, соответственно (табл.1).
Для испытанных вариантов монохроматического освещения СД СС и СД КС по окончании периода мы получаем зеленые проростки (микрозелень) со снижением их высоты относительно контроля на 25,4 % и 18,3 %, соответственно. Также, наблюдается и снижение продуктивности по массе 100 ростков для этих вариантов. Снижение продуктивности при проращивании семян овсяницы для вариантов СД СС и СД КС составило 3,0 % и 12,0 %, соответственно (табл.2).
Применение предложенного способа с использованием светодиодов, генерирующих зеленое монохроматического излучение, приводит к повышению высоты ростков на 4,8 % при завершении проращивания семян на 10- е сутки и повышению продуктивности на 14,2 % (табл.2).
При этом наблюдается ярко выраженная зеленая окраска проростков овсяницы, что говорит о наличии фотосинтезируемых пигментов первичного фотосинтеза, в отличии от проращивании семян в темноте, что позволяет уже на 10-е сутки с момента посева семян получать микрозелень овсяницы, как рассаду для ведения селекции и основу для получения продукции для здорового питания.
Claims (1)
- Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении, отличающийся тем, что семена злаковых луговых трав проращивают 10 суток в стандартных условиях при комнатной температуре и увлажнении при постоянном монохроматическом светодиодном освещении зеленым светом с длиной волны 525 нм при низкой интенсивности фотонов 1,44 мкмоль/(м2⋅с) на уровне подложки с семенами с получением микрозелени.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130820A RU2746276C1 (ru) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020130820A RU2746276C1 (ru) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746276C1 true RU2746276C1 (ru) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020130820A RU2746276C1 (ru) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746276C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06276858A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-04 | Iwasaki Electric Co Ltd | 閉鎖空間の植物の照明装置 |
| CN103687478B (zh) * | 2011-08-05 | 2015-09-23 | 昭和电工株式会社 | 植物栽培方法及植物栽培装置 |
| RU180020U1 (ru) * | 2018-02-21 | 2018-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Грин Лайн" | Автоматизированный светодиодный светильник для гидропонных установок |
| RU2731078C2 (ru) * | 2014-12-23 | 2020-08-28 | Родиа Операсьон | Усиление роста растения с использованием катионных гуаров |
-
2020
- 2020-09-18 RU RU2020130820A patent/RU2746276C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06276858A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-04 | Iwasaki Electric Co Ltd | 閉鎖空間の植物の照明装置 |
| CN103687478B (zh) * | 2011-08-05 | 2015-09-23 | 昭和电工株式会社 | 植物栽培方法及植物栽培装置 |
| RU2731078C2 (ru) * | 2014-12-23 | 2020-08-28 | Родиа Операсьон | Усиление роста растения с использованием катионных гуаров |
| RU180020U1 (ru) * | 2018-02-21 | 2018-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Грин Лайн" | Автоматизированный светодиодный светильник для гидропонных установок |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110769684B (zh) | 利用uv的植物栽培方法及用于其的植物栽培系统 | |
| Matysiak et al. | White, blue and red LED lighting on growth, morphology and accumulation of flavonoid compounds in leafy greens. | |
| RU2737174C1 (ru) | Способ повышения всхожести семян озимой пшеницы | |
| JP2022118185A (ja) | 葉菜類野菜の生産方法及び葉菜類野菜の生産装置 | |
| RU2734081C1 (ru) | Способ активации проращивания семян пшеницы | |
| CN110583389B (zh) | 一种植物育苗的人工光环境方法 | |
| Kulchin et al. | Plant morphogenesis under different light intensity | |
| Matysiak et al. | The growth, photosynthetic parameters and nitrogen status of basil, coriander and oregano grown under different led light spectra | |
| JP2003204718A (ja) | サニーレタスの栽培方法および装置 | |
| CN110915468A (zh) | 一种提高西兰花芽苗菜硫代葡萄糖苷含量方法 | |
| Zhang et al. | Rice yield corresponding to the seedling growth under supplemental green light in mixed light-emitting diodes. | |
| RU2746276C1 (ru) | Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении | |
| RU2746277C1 (ru) | Способ активации проращивания семян сои при светодиодном монохроматическом освещении | |
| RU2750265C1 (ru) | Способ активации проращивания семян салатных культур при светодиодном монохроматическом освещении | |
| Jasenovska et al. | Analysis of the effects of various light spectra on microgreen species | |
| RU2742614C1 (ru) | Способ активации проращивания семян нуга Абиссинского при светодиодном монохроматическом освещении | |
| RU2742611C1 (ru) | Способ активации проращивания семян рапса при моноспектральном освещении | |
| RU2741089C1 (ru) | Способ активации проращивания семян сои | |
| RU2741085C1 (ru) | Способ активации проращивания семян рапса | |
| RU2740316C1 (ru) | Способ активации проращивания семян салатных культур | |
| RU2767621C1 (ru) | Способ активации проращивания семян пшеницы герматронолом при светодиодном освещении | |
| RU2745449C1 (ru) | Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав | |
| RU2742535C1 (ru) | Способ активации проращивания семян сахарной свеклы при светодиодном монохроматическом освещении | |
| CN111448904A (zh) | 一种光调控黄瓜育苗方法及光照设备 | |
| Pitaloka et al. | The Effect of Light-Emitting Diode, Planting Medium, and Nutrient Concentration on the Plant Growth and Chlorophyll Content of Lemon Basil |