Что просветишь, то пожнешь: ученые спасут урожай с помощью рентгена
Зерна просветят на рентгене, чтобы определить, какие из них непригодны для земледелия. Благодаря новому методу диагностики брак в семенах можно найти мгновенно без повреждения исследуемого материала, «Известиям» его разработчики. Российские ученые уверены, что этот способ проверки вызовет интерес со стороны отечественных агрохолдингов и внесет значительный вклад в развитие сельского хозяйства. Однако в Российском зерновом союзе пока скептически настроены к новинке — там подчеркивают, что такие установки будут полезны только при невысокой себестоимости.
Штучный товар
Новый способ диагностики зерна методом низкоэнергетичной микрофокусной рентгенографии позволяет осуществить экспресс-оценку жизнеспособности семян без разрушения зародыша исследуемого материала. Метод разработали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ, вуза — участника проекта «5-100») совместно со специалистами Агрофизического научно-исследовательского института, Федерального научного центра овощеводства и Научно-исследовательского института проблем хранения Росрезерва.
Для диагностики используется передвижная рентгенодиагностическая установка (ПРДУ-02) с цифровой системой визуализации изображения. Она разработана и серийно изготавливается на малом предприятии ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» — резидента Технопарка ЛЭТИ. Ученые петербургского вуза надеются, что уникальное оборудование вызовет повышенный интерес со стороны отечественных специалистов, а инструментальные методы анализа качества семян, зерна и сельскохозяйственных растений внесут значительный вклад в развитие сельского хозяйства.
— Современные аграрные технологии рассчитаны на применение высококачественных однородных семян, так как все хотят получить равномерные всходы, — сообщил «Известиям» завкафедрой электронных приборов и устройств ЛЭТИ Николай Потрахов. — Эталонное зерно становится штучным товаром. Поэтому необходимо применение новых эффективных инструментальных автоматизированных методов оценки качества семян, позволяющих в более короткие сроки получить больше информации о его жизнеспособности.
Зерна могут быть повреждены насекомыми или травмированы механически. Иметь скрытое прорастание или энзимомикозное истощение, которое происходит под влиянием неблагоприятных погодных условий: обильной росы, сырого тумана или высокой температуры в период цветения, налива, созревания зерна, а также во время уборки урожая.
Светлое и темное
Сегодня в России применяют три метода оценки жизнеспособности семян: органолептический, химический и ускоренного проращивания.
Органолептическая оценка основана на внешних признаках исследуемого материала, чего недостаточно для выявления болезней.
Химический метод предполагает окраску зародышей семян 0,05-процентным водным раствором индигокармина — соли синего цвета, которая при нарушении технологии может разрушить посевной материал.
Распространен также метод определения всхожести зерен путем проращивания в лабораторных условиях, однако он продолжителен по времени и сопровождается большими потерями семян.
Новый способ диагностики методом рентгенографии позволяет произвести экспресс-определение непригодных для земледелия семян оперативно и без разрушения зародыша исследуемого материала.
— Различные части зерновки, такие как семенная кожура, зародыш, эндосперм, а также поврежденные и неповрежденные участки поглощают рентгеновское излучение по-разному и, следовательно, могут различаться на рентгенограмме, — рассказал Николай Потрахов. — Жизнеспособные зерновки имеют на снимках светлое изображение, тогда как пустоты, некрозы, микротрещины и другие повреждения проявляются в виде темных участков изображения.
Борьба за урожай
Сейчас во всем мире активно разрабатывают современные методы тестирования семян, основанные на показателях жизнеспособности, энергии прорастания, лабораторной всхожести, физиологического статуса, поэтому данная разработка весьма перспективна, уверена завкафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры ТюмГУ Нина Боме.
— Это своевременное исследование. Заслуживает внимания сам способ получения рентгенографического изображения семян, — отметила она. — Однако неясным и спорным остается вопрос о дозах рентгеновского облучения с учетом видового и сортового разнообразия растений и исключения мутагенного эффекта на полноценных семенах.
Технология может пригодиться крупным игрокам агропрома, считает доцент кафедры биоразнообразия Школы естественных наук ДВФУ Константин Горобец.
— Она очень перспективная, но скорее подходит для хранения семян в больших объемах или большого семенного производства, — уверен эксперт. — Для фермеров технология, думаю, будет нерентабельна, поскольку требует наличия обученного специалиста.
Разработка, конечно, заслуживает внимания, однако она еще должна доказать свою конкурентоспособность, полагает президент Российского зернового союза Аркадий Злочевский.
— Сам по себе метод интересный. Но у таких рентгеновских установок должна была невысокая себестоимость. А узнать это можно будет только после выхода на рынок, — считает он.
ЛЭТИ уже получил патент на способ получения рентгенографического изображения семян растений. Также ученые создали специальный атлас, в котором описали различные виды дефектов исследуемого материала.
