Влияние нейтронного облучения на энергию прорастания и всхожесть семян пшеницы

В работе изучено влияние нейтронного облучения на процесс прорастания и всхожесть семян пшеницы и сравнения их с контрольными образцами. Изложен метод посева и выращивания семян в термостате с водяной рубашкой при заданной температуре. Произведен расчет энергии прорастания и всхожести семян до и после облучения. Показано, что при малых дозах нейтронного облучения происходит стимуляция энергии прорастания и всхожести семян пшеницы.

Ключевые слова:нейтрон, энергия прорастания, всхожесть, стимуляция, семена пшеницы.

Изучение влияния мощности дозы ионизирующей радиации на биологический эффект представляет большой интерес с точки зрения выяснения механизма действия различных видов ионизирующих излучений [1]. Радиобиологический эффект зависит не только от поглощенной дозы, но и от распределения данной дозы во времени, т. е. от мощности дозы излучения. Уменьшение биологического действия излучения с уменьшением мощности дозы отмечается во многих работах на ряде биологических объектов. Подобный эффект связывают с процессами восстановления, идущими во время облучения, а также с тем что большее число первичных радикалов воссоединяется в истинную хромосому с увеличением длительности облучении. [2]. Однако в ряде работ отмечается обратная зависимость радиобиологического эффекта от мощности дозы. Результаты, полученные при облучении  –лучами семян показали, что облучение с большей мощностью дозы менее эффективно по сравнению с  — лучами малой мощности. Некоторые авторы связывают этот эффект с наличием кислорода в облучаемой ткани с увеличением мощности дозы большее количество кислорода вступает в реакцию с образовавшимися радикалами. Уменьшение кислорода, в ткани вызывает снижение биологического эффекта. [3,4]

Данная работа посвящена изучению влияния различных мощностей доз на семена пшеницы. Целью работы является изучение влияния предпосевного облучения семян пшеницы сорта «Лага» изучение радиобиологических особенностей пшеницы, в первую очередь ее радиочувствительности, необходимой для определения диапазона доз нейтронного облучения, оказывающих стимулирующее действие на рост и развитие растений, с последующим использованием полученных результатов в селекции и семеноводстве пшеницы. Предпосевное нейтронное облучение семян пшеницы проводилось на кафедре ядерной физики ТНУ на плутоний — бериллиевом источнике (1•10⁸ нейтронов в секунду на rR). В большинстве конструкции установок для нейтронного облучения источники нейтронов устанавливаются вне объектов облучения. Даже в самом благоприятном случае, когда источник вплотную примыкает к объекту облучения, коэффициент использования излучения невелик.

 Один из способов в повышения эффективности использования потока изотопных источников нейтронов –это центральная геометрия, т. е. размещение объекта облучения вокруг источника. Исходя, из этих соображений нами была выбрана геометрия показания на рис.1.

Рис.1. 1.Нейтронный источник; 2, 3. Внутренняя и внешняя полусферы; r =65 мм внутренний и R = 85 мм внешний радиусы полусфер.

При совмещении центров внешнего и внутреннего полусфер зазор между ними окажется равным 20мм, который каждый раз перед облучением заполняется семенами пшеницы. Внешняя полусфера засыпается определенным количеством (200 г) семян. Затем с помощью другой полусферы семена легким встряхиванием прижимаются к стенкам внешней полусферы до совмещения центров полусфер. При такой толщине слоя семян и геометрии облучения отклонение доз поглощенных различными участками слоя по глубине не превышает долей процента. Энергия прорастания и всхожесть семян пшеницы определялись согласно по ГОСТу. Опыты проводились по четырем параллельным пробам, состоящим из 100 семян каждый. Посев каждой пробы осуществлялся в отдельных фарфоровых ванночках с увлажненным кварцевым песком (50 % влаги). Слой песка под и над посаженным семенами составлял 20 и 10мм соответственно [5,6]. Семена пшеницы проращивались в термостате с водяной рубашкой марки 3Ц1125МУ42 в темноте при температуре песка 25±I⁰ C. Подсчет проросших семян проводился дважды: первый раз для определения энергии прорастания через двое суток после посева и второй раз для определения всхожести через четверо суток. Энергия прорастания и всхожесть семян вычислялись как среднее арифметическое из общего количества проросших семян в четырех пробах. Результаты проведенного эксперимента приведены в табл.1,2,3.

Диапазон поток нейтрона следующий: 8,64·10⁸н, 17,28·10⁸н, 25,92·10⁸н и 34.68·10⁸н^.контроль–без облучения. Энергия прорастания и всхожести семян определяли в лабораторных условиях.

Таблица1.

Результаты эксперимента до и после облучения.

Начало облучения 22.01.12 в 12⁰⁰, конец облучения 23.01.12 в 12⁰⁰, поток нейтронов 8,64· 10⁸н.энергия прорастания контроля 19.5 %, облученного 21 %, а всхожесть контроля 91.5 %, опыта 95 %, по сравнению с контролем энергия прорастания опыта 7.6, а всхожесть 3.8 %.

Таблица 2

Результаты эксперимента до и после облучения.

Начало облучения 27.01.12 в 13⁰⁰, конец облучения 29.01.12 в 13⁰⁰, поток нейтронов 17,28· 10⁸н, энергия прорастания контроля 19 %, облученного 31 %, а всхожесть контроля 92.5 %, опыта 100 %, по сравнению с контролем энергия прорастания опыта 63.1, а всхожесть 8.1 %.

Таблица 3

Результаты эксперимента до и после облучения.

Начало облучения 03.02.12 в 13⁰⁰,конец облучения 06.02.12 в 13⁰⁰, поток нейтронов 25,92·10⁸н, энергия прорастания контроля 21 %, облученного 36.5 %, а всхожесть контроля 93.5 %, опыта 100 %, по сравнению с контролем энергия прорастания опыта 73.8 %, а всхожесть 6.9 %.

Таблица 4

Результаты эксперимента до и после облучения.

Начало облучения 12.02.12 в 13⁰⁰, конец облучения 16.02.12 в 13⁰⁰, поток нейтронов 34.68·^.10⁸ н,энергия прорастания контроля 20.5 %, облученного 22 %, а всхожесть контроля 91.5 %, опыта 78 %, По сравнению с контролем энергия прорастания опыта 7.3 %, а всхожесть -14.7 %.

В результате проведенных исследований было установлено, что облучение семян пшеницы нейтронами в первую очередь влияет на энергию прорастания и на полную всхожесть. Из данных табл.2,3. следует, что поток нейтрона от 17,28· 10⁸н до 25,92·10⁸н не только вызывают стимуляцию энергии прорастания и всхожести семян пшеницу, но и на день раньше проявляют всходы. В сравнении с контролем энергия прорастания, облученных в дозах от 17,28 ·10⁸н, и 25,92· 10⁸н превышает от 63.1 % до 73.8 %, а всхожесть облученных семян от 8.1 до 6.9 %. Более высокие дозы облучения заметно снижают энергию прорастания и снижают полную лабораторную всхожесть семена пшеницу. Так, при дозах облучения 34.68·10⁸ н энергия прорастания снизалась на 7.3 % а всхожесть семян снизилась по сравнению с контролем на -14.7 %. Анализ полученных данных показывает, что облучение семян нейтронами при малых дозах оказывает положительное влияние на посевные качества семян.

Таким образом изучено влияние нейтронного облучения на энергию прорастания и всхожесть семян пшеницы. Показано, что при малых дозах нейтронного облучения (17,28 10⁸н, и 25,92 10⁸н) происходит стимуляция энергия прорастания до 73.8 % и всхожести до 8.1 %.

Литература:

1.      Филев К. А., Генетические исследования, София,1967

2.      Фриц-Ниггли Х. Радиобиология. Ее основы и достижения. Атомиздат, М.,1961.

3.      Царапкин Л. С., Царапкина К. А. Информ. бюллетень научного совета по проблеме радиобиологии,10,79,«Наука», М.1967

4.                                                                                                                                                                                               Смирнов О. П., Радиобиология,7,2,215,1967.

5.      Холаев Т. А. Влияние ионизирующего излучения на энергию прорастания семян хлопчатника // Вестник педагогического Университета. Душанбе-2013. № 05(54)-С.159–163.

6.      Оймахмадова Ш.Н Действие нейтронного облучения на сухие семена хлопчатника. Международная научно-практическая конференция. // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук:/ Ш. Н. Оймахмадова –Москва: 2012 -С.24.