0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Кузьмичёв В.Е., Чернова Г.В., Бурлуцкий В.А.   Исследование влияния миллиметрового излучения на прорастание семян пшеницы   / /   ИЗВЕСТИЯ КАЛУЖСКОГО ОБЩЕСТВА ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДЫ. Книга седьмая. (Сборник научных трудов)   Под ред. С.К. Алексеева и В.Е. Кузьмичева   Калуга:   КГПУ им. К.Э. Циолковского   -   2006 C. 209-214.



Исследование влияния миллиметрового излучения на

прорастание семян пшеницы


В.Е., Кузьмичёв, Г.В. Чернова, 1В.А. Бурлуцкий

КГПУ им. К.Э. Циолковского, лаборатория проблем биологического действия электромагнитных излучений; 1КФ МСХА им. К.А. Тимирязева


Резюме: Проблема электромагнитного загрязнения биосферы приобрела значительную актуальность. Исследование биоэффектов электромагнитного воздействия проводилось на семенах пшеницы в первой стадии их развития. Излучение с длиной волны 7,5 мм оказывает стимулирующее влияние на прорастание семян пшеницы.


Исследования действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения СВЧ-КВЧ диапазонов на растения приобрели особую актуальность в последнее десятилетие. Это вызвано бурным ростом использования промышленной и бытовой техники, излучающей в этой области спектра (например, микроволновые печи), и приемо-передающих устройств (мобильная связь, теле-, радиовещание и т.д.). Выбор же растений как модельного объекта связан с их решающим вкладом в функционирование практически всех экосистем. Пшеница – важнейшее пищевое растение, которое во многих сельскохозяйственных регионах является одной из основных культур агроценозов.

Опыт применения мм-волн в клинических условиях показал их высокую терапевтическую эффективность. К настоящему времени миллиметровыми волнами вылечено сотни тысяч больных с различными заболеваниями (язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, ишемическая болезнь сердца, гинекологические, травматологические и ортопедические заболевания, заболевания сосудов головного мозга и нижних конечностей и др.). В медицине используются различные терапевтические аппараты: "Явь-1", "Электроника-КВЧ", "Универсал-КВЧ" и другие, серийно выпускаемые заводами России и СНГ. Рабочими длинами волн являются 4,9; 5,6; 7,1 мм. Только в России насчитывается более тысячи медицинских учреждений, где применяется КВЧ-терапия, которая часто используется как монотерапия. В то же время она хорошо сочетается с другими методами лечения, не вызывает аллергию и побочные эффекты [Тамбиев и др., 2003; Арзуманов и др. 1997].

До конца прошлого века действие миллиметровых волн на фотосинтезирующие организмы было мало исследованным. В замечательной монографии Тамбиева А.Х. и соавт. (2003) приведены результаты изучения влияния миллиметрового излучения на фотосинтезирующие объекты, в первую очередь цианобактерии и микроводоросли, а также на макрофитные водоросли и высшие растения [Тамбиев и др., 2003]. В 2001 году нашей группой в качестве модельного объекта для исследования биоэффективности ЭМИ впервые было использовано самое мелкое высшее растение – вольфия бескорневая (Wolffia arrhiza, Lemnaceae), а также начаты эксперименты по исследованию влияния миллиметрового излучения на прорастание семян пшеницы [Кузьмичев и др., 2001, 2002].


Материалы и методы

В качестве источника электромагнитного излучения (ЭМИ) использовался перестраиваемый в широком диапазоне генератор Г4-141 (активный элемент – лампа обратной волны, диапазон от 37,5 до 53,57 ГГц, выходная мощность около 10 мВт/см2).

Семена пшеницы, полученные из опытного хозяйства КФ МСХА им. К.А. Тимирязева, замачивали в течение определенного времени в чашках Петри (по 50 шт). Затем проводили облучение под рупорным волноводом с частотой излучения 40 ГГц на расстоянии от волновода 5 см. Время экспонирования семян: 5, 10 и 15 мин. Всего проанализировано более 1000 семян.

Через 4 сут. после начала замачивания проросшие семена обрабатывали фиксирующим раствором для прекращения роста. По агрономической классификации эта стадия развития семян соответствует первому этапу из двенадцати. Длину среднего зародышевого корешка и проростка измеряли с точностью до 1 мм. В серии предварительных экспериментов нами установлено, что скорость роста двух других корешков коррелирует со скоростью роста среднего зародышевого корешка.

Результаты исследования

Результаты измерений корешков и проростков семян, облученных через 14 и 26 часов после начала замачивания представлены в таблицах 1 и 2, соответственно.

Для учета взаимной динамики роста корешков и проростков нами использовано отношение длины проростка к длине корешка (индекс прорастания).


Таблица 1. Изменение длины среднего корешка и проростка семян пшеницы, облученных через 14 часов после начала замачивания.

Признак

контроль

I

II

III

Средняя длина среднего корешка, мм

39,23,75

42,63,21

*

53,95,05

40,83,46

% к контролю

100

108,4

137,4

104,1

Средняя длина проростка, мм

46,01,65

48,91,65

50,82,29

45,21,93

% к контролю

100

106,40

110,47

98,37

длина проростка/длина ср. корешка

(индекс прорастания)

1,17

1,15

0,94

1,11


Таблица 2. Изменение длины среднего корешка и проростка семян пшеницы, облученных через 26 часов после начала замачивания.

Признак

контроль

I

II

III

Средняя длина среднего корешка, мм

43,81,60

***

52,11,36

**

49,31,47

***

56,11,40

% к контролю

100

119,1

112,6

128,2

Средняя длина проростка, мм

37,20,55

37,60,71

35,50,85

**

39,40,52

% к контролю

100

100,7

95,3

105,8

длина проростка/длина ср. корешка

(индекс прорастания)

0,82

0,72

0,72

0,70

Примечание: * - отличие от контроля статистически значимо при P<0,05, ** - Р<0,01, Р<0,001 по t – критерию Стьюдента.


Обсуждение результатов

Эволюция живых организмов протекала под постоянным воздействием комплекса электромагнитных полей, и адаптации к ним получили наследственное закрепление. Современный человек большую часть жизни проводит в замкнутых пространствах (жилье, рабочие помещения, транспорт), экранирующих большую часть спектра естественного электромагнитного фона. Дополнительно накладывающиеся на этот эффект спектральные максимумы искусственного происхождения усиливают дисбаланс электромагнитного фона, который может радикально отличаться от природного [Кузьмичев, 2003].

Электромагнитные волны в миллиметровом диапазоне были освоены сравнительно недавно. Этот диапазон частот удалось освоить примерно в 1965-66 гг. Именно в эти годы в России под руководством акад. Н.Д. Девяткова и М.Б. Голанта были разработаны и стали серийно выпускаться генераторы на основе широкодиапазонных ламп обратной волны [Тамбиев и др., 2003; Арзуманов и др. 1997].

В наших экспериментах отмечена реакция на уровне интегральных показателей – длине корешка и длине проростка семян пшеницы, облученных на разных стадиях жизненного цикла: рис.1 и 2.



Сходные эффекты отмечены при облучении семян кукурузы и огурцов [Отурина, Чмиль, 1997]. Семена облучались однократно в течение 15 и 30 мин. (генератор Явь-1-5,6 Явь 1-7,1, 10 мВт/см2). У обеих культур энергия прорастания семян оказалась на 5-12% выше. Семена быстрее набухали, отмечено ускорение роста зародышевого корешка.

В опытах на семенах кукурузы и огурцов отмечено возрастание числа хлоропластов, количества хлорофилла а и каротиноидов [Отурина, Чмиль, 1997]. Изменение количества хлорофилла и каротиноидов в листецах нами отмечено в подобных опытах на вольфии бекорневой [Кузьмичев и др., 2001, 2002].



Чувствительность биологической системы к электромагнитному воздействию в значительной степени зависит от ее функционального состояния. Отмечена различная степень и направленность изменения двух исследованных морфологических показателей, зависящих от стадии прорастания семян пшеницы, подвергнутых воздействию ЭМИ (рис. 1, 2). Перспективным представляется использование индекса прорастания (табл.1,2). для характеристики стадиоспецифичности биологического действия мм-излучения

Литература

Арзуманов Ю.Л., Бецкий О.В., Девятков Н.Д., Лебедева Н.Н. Применение мм-волн в клинической медицине (последние достижения) // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 11 Российский симп. с междун. участием. 21-24 апреля 1997г.: Сб. докл. – М.: ИРЭ-РАН. – 1997. – С.9-12

Кузьмичев В.Е. Природный электромагнитный фон и роль ЭМИ в функционировании живых организмов / Известия Калужского Общества Изучения Природы Местного Края (КОИП). Кн.4 (Сб. научн. Трудов) – Калуга: Изд-во КГПУ, 2001. – С.305-334

Кузьмичев В.Е., Садковкина И.Ю., Алексеев Ю.К., Козарь А.В., Канищев И.А., Чернова Г.В. Исследование биоэффективности электромагнитных излучений на новом тест-объекте – вольфии бескорневой (Wolffia arrhiza, Lemnaceae). / Известия Калужского Общества Изучения Природы (КОИП) (Сб. научн. трудов), кн.5. – Калуга: Издательский дом «Эйдос», 2002. – С.220-225

Кузьмичев В.Е., Чернова Г.В., Чернова О.В., Алексеев Ю.К. Изучение влияния миллиметрового излучения на высшие растения. // Сб. тезисов докл. 3-го междунар. конгресса «Слабые и сверхслабые излучения и поля в биологии и медицине» - С.- Петербург – 2003.- С.201-202

Отурина И.П., Чмиль М.Н. Воздействие электромагнитных излучений крайне высокой частоты на процессы жизнедеятельности культурных растений // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 11 Российский симп. с междун. участием. 21-24 апреля 1997г.: Сб. докл. – М.: ИРЭ-РАН. – 1997. – С.222-223

Тамбиев А.Х, Кирикова Н.Н., Бецкий О.В., Гуляев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезирующие организмы. Монография / Под ред. Ю. В. Гуляева и А.Х. Тамбиева. - М.: Радиотехника, 2003. – 176с.


***

The influence of millimetric radiation on the seed of wheat germination

V.E. Kuzmichev, G.V Chernova., 1V.A. Burlutskiy

Laboratory of biological influence of electromagnetic radiation, Kaluga State Pedagogical University; 1KF Moscow Agricultural Academy


The problem of electromagnetic pollution of biosphere has gained a remarkable actuality. The research of bioeffects of electromagnetic influencing was conducted on the seeds of wheat at the firs stage of their developments. The radiation with 7,5 mm wave-length stimulating the germination of seeds.




Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей