Фотоактивація – технологічний процес УФ опромінення насіння з метою прискорення розвитку рослин, підвищення їх стійкості до засухи, зменшення використання добрив і пестицидів та збільшення врожайності.
Фотоактивація проводиться з метою:
- Отримання додаткового прибутку на гектар посівної площі.
- Вирощування високоякісної, екологічно безпечної продукції;
- Зменшення використання мінеральних добрив та хімічних засобів захисту рослин;
- Захисту навколишнього середовища від забруднення токсичними пестицидами та іншими хімічними речовинами;
- Прискорення росту і розвитку рослин;
- Підвищення стійкості рослин до посухи та різних захворювань;
- Підвищення врожайності сільськогосподарських культур.
Суть фотоактивації
- Досягнення поставленої мети здійснюється за допомогою стародавнього методу активації насіння сонячним світлом, точніше – його ультрафіолетовою частиною.
- За допомогою сонячного світла та його активної частини – УФ випромінювання Матінка – Природа впливає на зростання та розвиток рослин та здійснює активацію біологічних процесів.
- Під дією УФ випромінювання у клітинах насіння рослин здійснюється інтенсифікація ростових процесів, що приводить до прискорення розвитку рослин.
- УФ випромінювання ефективно знищує мікроорганізми, які знаходяться на поверхні насіння та приводять до захворювань рослин на сітчасту плямистість, борошнисту росу, жовту та буру іржу, кореневу гниль, фузаріоз та інші.
- Метод повністю сумісний з традиційною передпосівною обробкою насіння фунгіцидами. При цьому забезпечується можливість істотного зниження (у кілька разів) витрат отрутохімікатів
Механізм фотоактивації активації
Механізм дії ультрафіолетового випромінювання на насіння рослин. Ультрафіолетове (УФ) випромінювання стимулює проростання насіння та подальший розвиток рослин завдяки кільком механізмам:
- завдяки впливу на клітинні мембрани, дія ультрафіолету змінює структуру оболонки насіння, роблячи її більш проникною для води та кисню, завдяки чому прискорюється набрякання насіння та активуються фізіологічні процеси в ньому;
- УФ-випромінювання стимулює синтез фітогормонів, які прискорюють ріст зародка та руйнують абсцизову кислоту (гормон спокою), що призводить до якнайшвидшого пробудження насіння;
- УФ-випромінювання сприяє утворенню в насінні активних форм кисню, які активують антиоксидантну систему та стимулюють метаболізм, виводячи його зі стану спокою.
Експерементально встановлено, що короткочасний вплив УФ випромінювання має стимулюючий ефект на проростання насіння різних видів рослин. Стимулюючий ефект проявляється у підвищенні схожості, швидкості проростання, а також у покращенні росту коренів і пагонів. Механізми цього стимулюючого ефекту включають порушення спокою насіння, збільшення проникності насіннєвих оболонок, що полегшує поглинання ними води та активацію ферментів, які стимулюють проростання. Однак більш тривале або інтенсивне УФ опромінення негативно позначається на проростанні насіння, знижуючи його схожість. Тобто для кожного виду рослин існує чітка межа між стимулюючими та інгібуючими дозами УФ опромінення.
Ефективність
Ключовим фактором, що визначає ефективність передпосівної обробки насіння, є величина дози УФ опромінювання, тобто кількість енергії УФ випромінювання, яка здатна забезпечити необхідну ефективність. На практиці дозу випромінювання регулюють, змінюючи тривалість обробки при незмінній інтенсивності УФ випромінювання.
Можливості
- Проведені Інститутом біоенергетичних культур і цукрових буряків Національної аграрної академії наук (НААН) України дослідження з вивчення впливу фотоактивації на врожайність сільськогосподарських культур засвідчили високу ефективність технології, а саме, завдяки фотоактивації було досягнуте збільшення врожайності: зернових культур – на 10…11%, олійних і баштанних культур – на 20 … 35%, овочевих – на 12 … 35%; цукрового буряку – на 20 … 22%.
- Дослідження, які були проведені в Інституті рослинництва імені В. Я. Юр’єва НААН України показали, що при фотоактивації некондиційного насіння стає можливим отримання високих врожаїв.
- Вплив ультрафіолетового випромінювання на проростання, схожість та зростання процесів пшениці.
- Як збільшити врожаї озомої пшениці (стаття у журналі “ЗЕРНО” №3-2016).
- Як збільшити врожай кукурудзи на 1 т/га (стаття у журналі “ЗЕРНО”).
- Вплив УФ опромінення на ростові процеси пшениці.
- Вплив УФ опромінення на насіння льону.
- Ефективність обробки насіння цукрового буряку нанохвильовим методом (стаття у журналі “ЗЕРНО”).
- У Полтавській державній аграрній академії був виявлений позитивний вплив УФ випромінювання на схожість та енергію прорастання ріпаку. Виявлено, що УФ опормінювання насіння ріпаку збільшило енергію схожість ріпаку на 11%, а енергію прорастання на 15% ( ВПЛИВ УФ-ВИПРОМІНЮВАННЯ НА БІОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ВОДОПОГЛИНАННЯ ПРИ ПЕРЕДПОСІВНОМУ ОПРОМІНЕННІ НАСІННЯ РІПАКУ ОЗИМОГО | Scientific Progress & Innovations (pdaa.edu.ua)
- Фотоактивація ростових процесів насіння моркви.
- Вплив УФ опромінення на розвиток і продуктивність картоплі.
- Вплив УФ опромінення на розвиток огірків.
- Дослідження, які були проведені у Інституті експериментальної ботаніки ім. В.Ф. Купревича (Белорусь), показали, що фотоактивація насіння картоплі збільшує врожай картоплі на 20 … 25%.
- У Науково-дослідному інституті землеробства (Таджикистан) за допомогою фотоактивації змогли підняти врожайність бавовни на 44 … 48%.
Економічна ефективність
- Використання фотоактиваторів ФОТОЗОН забезпечує отримання ДОДАТКОВОГО врожаю, що дає ДОДАТКОВИЙ прибуток у розмірі € 100 … 150 з кожного гектару.
- Особливою рисою фотоактиваторів ФОТОЗОН є їх універсальність та економічність, питомі енергозатрати не перевищують 5 кВт·годин/т.
- Для здійснення фотоактивації насіння необхідно лише під’єднати фотоактиватор до електричної мережі.
- Конструкція фотоактиваторів ФОТОЗОН відрізняються простотою та надійністю.
- Собівартість передпосівної обробки насіння не перевищує 0.5 €/т.
- Вартість установки повністю компенсується додатковим урожаєм з посівної площі 100 … 200 га.
Схожість
Фотоактивація забезпечує збільшення схожості рослин овочевих культур на 13 … 19%, зернових та олійних культур – на 9 … 14%.
Енергія прорастання
Фотоактивація забезпечує збільшення енергії проростання рослин овочевих культур на 7 – 29%.
Соняшник
Фотоактивація насіння гібридів «Кондитерський» і компанії «DuPont Pioneer» без використання добрив забезпечила урожайність соняшника на рівні: 2,7 і 2,77 т/га, що на 0,27 и 0,31 т/га більше, ніж у рослин, що були вирощені з насіння, яке не пройшло фотостимуляцію.
Фотоактивація забезпечила зниження захворювань на сіру та білу гниль в 2,37 … 2,53 рази, фомоза – в 1,79 … 1,88 раз.
Фотоактивація насіння соняшника дозволяє збільшити прибуток на 210 €/га.
| Сорт | Лакомка | Орешек | Сур | Покращення показників, % | ||||
| контроль | Фотоактивація | контроль | Фотоактивація | контроль | Фотоактивація | |||
| Схожість, % | 72 | 93 | 71 | 90 | 72 | 92 | 21 – 22 | |
| Енергия прорастання, % | 70 | 72 | 69 | 73 | 75 | 79 | 3 – 5 | |
| Урожайність, ц/га | 22 | 37 | 23 | 35 | 25 | 39 | 35 – 40 | |
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА НАСІННЯ СОНЯШНИКА”.
Кукурудза
Фотоактивація насіння гібридів кукурудзи «Новий» і компанії «DuPont Pioneer»забезпечила урожай на рівні 7,26 і 7,45 т/га, що на 0,93 и 0,97 т/га більше, ніж урожайність кукурудзи, яка вирощена з насіння, яке на пройшло фотоактивацію. Добрива не вносились.
Фотоактивація забезпечила зниження розповсюдження гельмінтоспоріоза у 1,52 … 1,57 рази, іржі – у 1,52 … 1,54 рази, пузирчастої головні – у 1,6 … 1,57 рази. При цьому спостерігалось збільшення маси 1000 насіння кукурудзи гібриду «Новий» на 6,1%, гібриду компанії «DuPont Pioneer» – на 7,8%.
Фотоактивація насіння кукурудзи дозволяє збільшити прибуток на 250 €/га.
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА НАСІННЯ КУКУРУДЗИ”.
Цукровий буряк
Фотоактивація обробленого гербіцидом «Круїзер» насіння гібриду цукрового буряку «Булава» (добрива не вносилися) забезпечує:
- Зменшення кількості уражених коренеїдом сходів цукрового буряка на 67%;
- Зниження інтенсивності розвитку церкоспорозу, борошнистої роси і мозаїки цукрового буряка відповідно на 27,5%; 24,2% и 25%;
- Збільшення біологічного урожаю коренеплодів до 52,6 т/га, гички – 24,8 т/га;
- Збільшення цукровості коренеплодів цукрового буряка на рівні 17,2% замість 16,0% ;
- Збільшення збору цукру після передпосівної фотоактивації насіння на 31% до 9,05 т/га замість 6,9 т/га
- Збільшення прибутку більше, ніж на 200 €/га.
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ”.
Пшениця
Фотоактивація насіння озимої пшениці забезпечила:
- Збільшення польової схожості – на 10%;
- Зниження захворювань на кореневу гниль – на 7,5% (з 16,1 до 8,6%), буру іржу – на 7,2% (з 12,3 до 5,1%);
- Збільшення врожайності на 13,7% (з 3,42 до 3.89 т/га);
- Збільшення маси 1000 насінин на 5% (з 40,2 до 41,6 г);
- Збільшення якісних показників зерна: вмісту клейковини – з 29% до 31%, масової долі білка – 3 10,8 до 11,7%, загальної скловидності – з 31% до 34%, якість клейковини збільшилась з 79 до 86 одиниць.
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА НАСІННЯ ПШЕНИЦІ”.
Ячмінь
Фотоактивація насіння ячменю забезпечила:
Збільшення польової схожості – на 9%;
Зниження захворювань ячменю гельмінтоспоріозом – на 13,9% (з 42,3 до 28,4%), аскохітозом – на 7,2% (з 16,6 до 9,4%);
Збільшення врожайності на 11% (з 2,78 до 3.09 т/га);
Збільшення маси 1000 насінин на 5% (з 41,7 до 43,8 г).
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА НАСІННЯ ЯЧМЕНЮ”.
Соя
Фотоактивація насіння сої забезпечила:
Підвищення урожайності сої до 3,17 т/га, що на 0,38 т/га більше, ніж у рослин, які виросли з насіння, яке не пройшло фотоактивацію;
Зниження поширення переноспорозу в 1,42 рази, септоріозу – в 1,76 раз, антракнозу – в 1,65 раз;
Збільшення густоти рослин сої в період повних сходів на 3,4%;
Покращення структурних показників та збільшення вмісту сухого протеїну в зерні сої на 0,6%.
Витяг з наукового звіту Інституту біоенергетичних культур та цукрового буряку (Веселоподільська дослідно-селекційна станція) Національної академії аграрних наук України. Для отримання доступу до витягу будь-ласка натисніть кнопку “ОБРОБКА НАСІННЯ СОЇ”.
Технологічне обладнання – Фотоактиватори ФОТОЗОН
Для здійснення фотоактивації насіння розроблені фотоактиватори роторного типу ФОТОЗОН, які забезпечують як активацію насіння УФ променями, так і його знезараження екологічно чистим озоном. Обробка насіння здійснюється у роторній камері знезараження, яка обертається навколо своєї осі, що забезпечує більш ефективну обробку насіння та його знезараження. Фотоактиватори ФОТОЗОН М можна використовувати для знезараження круп, сухих кормів, горіхів, сухофруктів та іншої сільськогосподарської продукції.
| Параметр для моделі | Од. вим. | ФОТОЗОН М50 | ФОТОЗОН М100 | ФОТОЗОН M250 | ФОТОЗОН M750 | ФОТОЗОН M1250 | ФОТОЗОН M1750 | ФОТОЗОН М2500 |
| Об’єм завантаження | дм3 | 10 | 25 | 65 | 175 | 300 | 425 | 625 |
| Умовна продуктивність (насипна вага – 500 кг/м3) | кг/годину | 15 | 35 | 100 | 250 | 450 | 625 | 950 |
| Потужність | кВт | 0,2 | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1,35 | 1,5 | 2,0 |
| Тривалість обробки у режимі фотоактивації насіння | хвилини | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Розміри | м | 1,5х0,6х1,65 | 2,0х1,0х1,65 | 2,0х1,3х2,1 | 2,5х1,5х2,1 | 3,4х1,5х2,3 | 3,4х1,8Х2,5 | 3,4х2,1Х2,6 |
Фотоактиватори ФОТОЗОН відповідають вимогам безпеки згідно вимогам EN 1672-1, EN 60204-1, EN 61000-1-2, EN 61140, EN 61310-1, EN ISO 12100, ISO 13849.
