Лазер побеждает засуху и повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Дата публикации: 29/03/2011
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Засуха лета 2010 года нанесла сельскому хозяйству России катастрофический урон - гибель сельскохозяйственных культур произошла на площади более 13 млн.га, что составляет 17% от общей посевной площади или 30% от посевной площади зерновых культур в РФ.
Значительно пострадала также кормовая база животноводства, в том числе и посевы трав.
Если предсказания специалистов об аномальной жаре в последующие годы продолжат сбываться (будущее лето 2011 года ожидается также крайне жарким), то вопрос получения урожаев в условиях засушливого климата становится первостепенным для отечественных сельхозпроизводителей. В то же время сегодня можно уверенно констатировать, что современная наука имеет в наличии новые, но уже многократно проверенные на практике лазерные биотехнологии, которые в 2-3 раза снижают пагубные последствия засухи и позволяют получать достойные урожаи сельхозкультур даже в экстремально аномальных погодных условиях.
Российскими исследователями разработан ряд физических технологий для предпосевной обработки семян и посевов (плазменные, электромагнитные, гамма- и лазерные) и устройства для их осуществления.
Многолетними исследованиями доказано, что лазерная обработка (для этих целей используется низкоинтенсивное красное лазерное излучение с длиной волны 630-670 нм) чрезвычайно полезна для семян, вегетирующих растений и плодов.
При этом следует подчеркнуть, что такая обработка совершенно безопасна, она полностью исключает генетическую мутацию и не приводит к отложенным опасным последствиям для человеческого организма.
Использование лазерных технологий для борьбы с засухой на российских полях имеет свою историю. Еще 40 лет назад в процессе освоения целинных земель с учётом засушливого климата степей Казахстана и Южного Урала впервые в мировой практике эта проблема решалась с помощью лазерной активации семян.
Одновременно с лабораторными исследованиями проводились производственные испытания в колхозах и совхозах - в 1975 году в условиях сильнейшей засухи в степях Казахстана такими семенами было засеяно пробное поле площадью более 20 тыс. га, в 1980-1981 г.г. опытные поля составляли уже 300 тысяч гектаров.
Было установлено, что получаемый эффект зависит от многих факторов - биологических особенностей объектов исследования, вида, дозы, срока, продолжительности облучения, от внешних условий (низкие температуры, засухи, редуцированный режим минерального питания и др.).
По результатам опытов всхожесть семян возрастала на 15%, урожайность зерна оказалась на 25% выше среднестатистической для этой местности и на 50% превышала урожайность того лета на полях, засеянных обычными (не обработанными лазером) семенами.
Эти результаты подтвердились и в последующие 3 года. Опыты в разных климатических условиях Казахстана (при частых похолоданиях весны или суховеях) показали, что после облучения семян пшеницы лазерным светом урожай повышается и вегетационный период сокращается.
Были разработаны и планировались к запуску в серийное производство специализированные лазерные установки. Однако, по непонятным причинам (говорили, что все средства были перенаправлены в те времена на строительство комбикормовых заводов) в 1978 году все работы по этому направлению были свернуты и заморожены.
В начале 90-х годов специалисты краснодарского НПФ «Биолазер» и Всероссийского научно-исследовательского института биологической защиты растений (ВНИИБЗР) решили продолжить начатые много лет назад исследования. Были разработаны новые технологии и регламенты лазерной обработки семян и растений, изучены процессы аккумулирования ими лазерной энергии, переизлучения её другим слоям семян и растущим рядом растениям, разработаны и запатентованы стационарные и переносные лазерные устройства (патенты РФ № 2202869, №2240663).
Эффективность разработанных лазерных технологий подтверждена их многолетними исследованиями, а также результатами успешных испытаний в течение последних 15 лет более чем в 40 хозяйствах Краснодарского края и Ростовской области.
Согласно опубликованным данным о результатах проведенных исследований большинство подобных технологий позволяет получить дополнительную прибавку урожая в среднем до 10-15 ц/га (от 5 до 30 ц/га в зависимости от культуры, плодородия почв и других факторов), значительно улучшить посевные качества семян, повысить их устойчивость к болезням, а также увеличить содержание полезных веществ (клейковины, витаминов и др.) в конечном продукте.
В частности, для озимой пшеницы экономический эффект от применения указанных технологий достигает более 3,5 тыс. рублей/га.
Многочисленные испытания в хозяйствах показали, что повышение урожайности сои, кукурузы составило от 3 до 7 ц/га, овощных культур - от 0,7 до 3,2 кг/м2, сахарной свеклы - от 20 до 40 ц/га. Отмечено также, что при этом ускорялись сроки созревания (на 3-10 дней).
И это при том, что лазерные технологии в 4 раза дешевле химических, а их эффективность сравнима с действием такого популярного фунгицида, как «Альто-Супер».
Эффективность использования излучения лазера для интенсификации роста растительных тканей обусловлена тем, что лазерный луч активирует процессы фотосинтеза. Росторегулирующий эффект связан с высокой восприимчивостью фитохрома семян и хлорофилла вегетирующих растений к лазерному свету красной области спектра.
Под воздействием лазерных лучей живые ткани становятся источником вторичного излучения, которое стимулирует клеточное деление, ускоряет обменные и окислительные процессы и активирует соседние ткани, не испытавшие прямого воздействия лазерного луча.
Предпосевная лазерная обработка обеспечивает повышение урожайности зерновых культур за счет повышения всхожести и энергии прорастания семян, подавления ряда экономически значимых болезней на уровне, сопоставимом с обработкой фунгицидами, и даже более высоком.
Так, эффективность лазерной обработки против фузариозной и офиоболезной корневой и прикорневой гнили составляет 58% и 80% соответственно.
И только при наличии заспоренности семян возбудителем твердой головни необходимо провести их постлазерную химическую обработку протравителем, но с пониженной на 1/3 от рекомендуемой дозой. Обработка посевов лазерным излучением обеспечивает подавление желтой и стеблевой ржавчины, черного бактериоза колоса на уровне двукратной обработки фунгицидами, эффективность подавления бурой ржавчины и пиренофороза достигает после такой обработки 60%. Действие лазерного излучения на патогенную микрофлору носит опосредованный через растение характер и имеет профилактическое значение (индукция болезнеустойчивости). Применение лазерной активации позволяет добиться устойчивого повышения индукции болезнеустойчивости у семян и растений к патогенной микрофлоре.
Фунгицидные свойства лазерного луча основаны на активации лазерным светом механизма сверхчувствительности растений, когда в ответ на появление патогенов растение начинает интенсивно продуцировать физиологически активные соединения - активные формы кислорода, этилен, лигнин. Первые разрушают стенки фитопатогенов, а этилен и лигнин способствуют созданию придермального барьера, препятствующего проникновению и развитию патогенов в тканях растений.
Лазерная обработка дает прекрасные результаты при воздействии не только на сами растения, но и на посевной материал (семена, клубни, луковицы), который, как известно, хлорофилла еще не содержит.
В этом случае световая энергия не тратится на процесс фотосинтеза, а, преобразуясь в фотохимическую, запасается и затем расходуется во время прорастания и на всех стадиях вегетации. Семена быстрее и дружнее всходят, у проростков раньше образуются корни, площадь листьев оказывается большей, а корневая система - разветвленнее. В большем количестве и раньше созревают плоды.
Полевые испытания показали высокую адаптацию лазерной технологии к условиям промышленного сельского хозяйства. Лазерная установка ЛУ-2 эффективна как при облучении больших объемов семян, так и посевов на полях, достаточно проста в эксплуатации.
Обработка семян в буртах проводится перед посевом на зерноскладе в автоматическом режиме без присутствия людей. Объем для обработки ограничивается только вместимостью зерносклада.
До и после обработки семян проводится их обязательная фитоэкспертиза с выдачей рекомендаций на посев. Этим же лазерным устройством, навешенным на тракторное средство, обрабатываются площади посевов при вегетации. Многолетние результаты использования приемов лазерной обработки семян и посевов показали их высокую эффективность.
При лазерной обработке семян картофеля, свеклы увеличивается плотность корнеплодов, что повышает их устойчивость к механическим повреждениям при уборке и перевозке, способствует лучшей сохранности.
Использование лазерного облучения в лесном хозяйстве позволяет получать больше качественных сеянцев и саженцев с единицы площади, обеспечивать защиту лесных насаждений от фитопатогенов и ускорять сроки выращивания посадочного материала для искусственного лесовосстановления. Как отмечалось выше, особенно актуально использование лазерных биотехнологий для повышения жизнеспособности растений в экстремальных погодных и почвенных условиях - засушливое лето и морозная зима, а также загрязнение почв нефтепродуктами.
К сожалению, темпы внедрения лазерных технологий в хозяйствах неоправданно низки.
Сказывается традиционный консерватизм и недоверие сельхозпроизводителей к принципиально новым и незнакомым инновационным технологиям, недостаточное внимание и поддержка их властными структурами на местах.
Авторы статьи: П,Журба, Т.Журба, к.б.н. (НПФ «Биолазер», Краснодар), И.Кибалко, к.т.н. (НПК «Новые технологии», Краснодар), В.Мирончук (Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар) - надеются, что катаклизмы природы последних лет заставят всех повернуться лицом к этим проверенным и хорошо зарекомендовавшим себя новым высокоэффективным технологиям для сельского хозяйства.

Источник: «ЛазерИнформ», 2011, № 1-2 (448-449), с.4-7

Статьи по теме: