Перспективы применения солнечной энергии в Казахстане - Фотоимпульсная стимуляция физиологических процессов

В самом начале работ по светоимпульсному облучению семян и растений в Казахстане было обращено внимание на зерновые культуры. Первые опыты, проведенные в 1962 г. во 
Всесоюзном научно-исследовательском институте зернового хозяйства (пос. Шортанды) - с яровыми пшеницами Акмолинка-5 и Саратовская-29, выявили положительное действие иксе.
В 1964 г. в совхозе "Джанашарский" в предгорной зоне Заилийского Ала-Тау были проведены опыты, в которых предпосевное облучение семян пшеницы обеспечило высокий урожай зерна, превысивший урожай контрольных растений у отдельных сортов на 27-30%.
Опыты 1965 г. показали, что семена пшеницы после свето-импульсного облучения, увеличивают свою всхожесть.
Заметная стимуляция энергии прорастания и всхожести семян пшеницы была подтверждена и в опытах 1969 г.
В дополнение к лабораторным исследованиям посевных качеств семян были проведены в 1969 г. полевые опыты, в которых изучалось влияние продолжительности предпосевного свето-импульсного облучения семян на развитие, урожай и продуктивность пшеницы. Результаты проведенных исследований позволили сделать заключение, что предпосевное облучение семян яровой пшеницы ИКСС повышает посевные качества на 12-22%, сокращает вегетационный период на 4-6 дней, уменьшает высоту растений на 15-16 см, что соответствует современным требованиям, предъявляемым селекционерами к пшеницам при создании высокопродуктивных форм, стимулирует фотосинтетическую деятельность, способствующую урожайности зерна на 3 ц/га [154].
Кроме работ по свето-импульсному облучению семян пшеницы, в Казахстане проводились исследования светоимпульсной стимуляции сои, сорта которой по разнообразию использования среди зернобобовых занимают особое место. Опытами [358] была выявлена лучшая реакция на свето-импульсное облучение раннеспелых сортов сои Амурская-42, Крушуля, Хабаровская-4 и худшая - позднеспелых сортов Высокостебельная-1 и Уссурийская-29. Наибольшую прибавку урожая дали ранние сорта Амурской-42 (в 1963 г. 27%) и Скороспелой желтой (17%); прибавка урожая поздних сортов Желтая-1038 и Высокостебельная-1 составила около 3%.
Исследованиями 1963 и 1964 гг. было установлено, что стимуляция роста, развития и урожайности различных сортов сои при облучении семян ИКСС нарастала по мере увеличения экспозиции облучения с 20 до 60 мин., причем в эффективности 4 5- и 60-минутного облучения достоверной разницы получено не было. В результате облучения урожай у ранних сортов сои повысился до 2 0%, у поздних - до 8%; увеличилось содержание белка и жира в семенах, значительно повысился вес корней [397, 398].
Хорошей реакцией на свето-импульсное облучение обладают и овощные культуры. В Казахстане, в 1970 г. в колхозах и совхозах под огурцами было занято 6470 га, или 13% общей посевной площади под овощными культурами.
С 1962 г. кафедрой овощеводства Казахского сельскохозяйственного института разрабатывается предпосевное облучение семян ИКСС. В различных опытах, проведенных с огурцами, выращиваемыми в открытом грунте и под пленочными укрытиями, было установлено, что в результате облучения семян ИКСС в течение 4 5 мин. прибавка общего урожая зеленцов достигает 18-28%, а зеленцов ранних сборов - 30-40%. Однако при малой производительности существующих рефлекторных установок для облучения семян практически этот прием можно использовать лишь в защищенном грунте, так как потребность в облученных семенах для этих целей во много раз меньше, чем для открытого грунта.
Прием предпосевного облучения семян ИКСС (как показали опыты, проведенные в 1964-1966 гг. в парниках, пленочной солнечной теплице и под временным пленочным укрытием) дает большой агротехнический и экономический эффект. Накопленные при этом экспериментальные данные позволяют ожидать положительных результатов при выращивании огурцов и в зимних теплицах.
С этой целью в 1967-1969 гг. были проведены деляночные опыты в зимних остекленных теплицах, показавшие, что в результате облучения семян ИКСС, прибавка раннего урожая (за первые 5 сборов) в среднем за 3 года составила 25,5%, а общего - 24,2%, при наличии высоких товарных качеств зеленцов.
Производственная проверка метода облучения семян ИКСС, проведенная в 1969 г. в совхозе "Талгарский" в грунтовой зимней теплице на площади 800 м², подтвердила данные, полученные в деляночных опытах. Прибавка общего урожая от предпосевного облучения семян ИКСС составила 14%, а ранних сборов - 17%.
Использование метода ИКСС при выращивании огурцов в теплицах Алма-Атинской области дает высокий экономический эффект. При повышении урожайности огурцов на 14% себестоимость 1 ц снижена на 14,7%, а валовой доход с 1 м² теплиц возрос на 3,59 руб.
В 1966-1968 гг. на Республиканской опытной станции картофельного и овощного хозяйства Министерства сельского хозяйства Казахской ССР были проведены исследования с целью изучения способов повышения урожайности семян огурцов; наибольшее внимание уделялось предпосевной подготовке семян. Результаты опытов показали, что новое семенное потомство от облученных растений обладало повышенной жизнеспособностью, повторное облучение семян в 2 репродукциях усиливает положительный эффект ИКСС; прибавка урожая семян достигала 36%. Кроме того, предпосевное облучение семян ИКСС увеличивало в них содержание аскорбиновой кислоты и сахара.
В 1970 г. семеноводческие посевы огурцов в Казахстане составили 4 52 га, ежегодно республика производит около 600 ц их семян, удовлетворяя не только свои потребности, но и запросы других зон Советского Союза. Кроме того, как показали данные экономического анализа, предпосевное облучение ИКСС открывает большие возможности для повышения доходности семеноводческих посевов. После вычета затрат на оплату за сбор дополнительного урожая и расходов по облучению семян, а также накладных расходов, дополнительный доход составил 3 12 руб./га, а при прогревании при температуре 60°С в течение 6 час. - 194 руб. Таким образом, импульсное облучение семян концентрированным солнечным светом заслуживает широкого применения в комплексе агротехнических приемов на семеноводческих посевах огурцов [206, 149].
Опытами кафедры овощеводства КазСХИ 1963-1965 гг. было установлено, что прием предпосевного облучения семян ИКСС в течение 45 мин., за 1 2-1 6 дней до посева способствует повышению качества рассады, урожайности и скороспелости ранних сортов томата [146]. Общий урожай повышается на 17-22%, а ранний - на 19-30%) [394, 392].
Исследованиями этой же кафедры в 1969-1 97 1 гг. показано, что положительное действие облучения усиливается при теплом проращивании семян, а также при сочетании облучения ИКСС с предварительной закалкой семян холодом. Особенно показателен в этом отношении опыт с выращиванием южной грунтовой рассады томатов на вывоз в Северо-Восточный Казахстан, когда эффект от облучения семян ИКСС значительно увеличивался, если свето-импульсное облучение сочеталось с предварительной закалкой семян переменными температурами. Обратное сочетание этих приемов (облучение ИКСС + закалка), как правило давало худшие результаты [396].
Этот факт имеет большое значение для организации выращивания рассады на вывоз. Суть проблемы заключается в том, что выращивание рассады в северных областях республики в парниках обходится очень дорого (25-30 руб. за 1 тыс. корней), а частое возвращение заморозков сводит на нет все усилия [77].
В южных областях, например в Алма-Атинской области, рассаду можно выращивать в открытом грунте и затем доставлять ее в более северные районы. Как показала практика, это оказывается экономически более выгодным. В 1970 г. из Алма-Атинской области было отправлено около 10 млн. корней рассады, что, однако далеко не удовлетворяет существующих потребностей. Такая организация выращивания овощей имеет огромную перспективу. Улучшение качества рассады путем импульсного облучения семян будет иметь немаловажное значение для дальнейшего увеличения объема работ по выращиванию рассады на вывоз. Для гелиотехники это может иметь и косвенное значение. В настоящее время парники занимают сотни гектаров. В девятой пятилетке посевы должны быть удвоены, и в планах предусмотрено дополнительное строительство парников. Но если отказаться от строительства парников, то высвободившиеся ресурсы, в частности стекла, можно использовать для изготовления гелиотехнических аппаратов, необходимых для многих сфер применения.
Предпосевное облучение клубней картофеля, как показали исследования, заметно повышает урожайность картофеля. Под влиянием предпосевного 30-минутного облучения клубней ИКСС в горах урожай ягод картофеля сорта Катадин возрастает на 30-40%, клубней - на 20%.
Приемы светового проращивания клубней ИКСС способствуют не только повышению урожая, но и большему накоплению крахмала, сухих веществ и витамина С в клубнях картофеля.
Под действием светового проращивания и облучения ИКСС содержание витамина С в клубнях сорта Катадин повышалось на 3-4%, сухого вещества - на 3-3,5%с, крахмала - на 1—2%. Даже при прибавке урожая от свето-импульсного облучения, равной'10%, у сорта Берлихинген можно дополнительно получить около 6 ц крахмала на 1 га, что указывает на большую эффективность и перспективность предпосевного облучения ИКСС клубней картофеля [188].
Высокая чувствительность огурцов на облучение семян ИКСС позволила предложить наличие ее и у бахчевых культур. Это было подтверждено экспериментально в совхозе "Комсомольский" Кзыл-Ординской области [147]. У арбузов, выращенных из облученных семян, площадь листьев возросла на 30%, у дынь - на 60%, а урожайность повысилась на 1520% и выражалась в достоверной прибавке общего урожая 3 0-50 ц С га. Кроме того, под воздействием ИКСС у бахчевых на 5-10% увеличивается выход семян новой репродукции, что важно для семеноводства бахчевых [363].
В 1970-1971 гг. сотрудниками кафедры овощеводства КазСХИ и Казахского научно-исследовательского институту картофельного и овощного хозяйства впервые были начаты исследования по изучению предпосевного облучения семян дынь ИКСС как фактора повышения урожайности при выращивании под временными пленочными укрытиями тоннельного типа. Данные опытов показали, что с увеличением продолжительности облучения стимуляции возрастает до определенного предела, а затем эффект постепенно снижается. Лучше всего свето-импульсный эффект был выражен после 60-минутного облучения - достоверная прибавка урожая на 22-23,7% , после 30 и 45 мин. - на 19,0-23,1%. Статистическая обработка данных показала достаточно высокую достоверность прибавок урожая от этого приема [3 9 6].
Новый агротехнический прием - предпосевное облучение ИКСС семян овоще-бахчевых культур - должен широко внедряться в производство, так как валовые сборы овощей в Казахстане за девятую пятилетку намечено увеличить до 1 млн.т, а их государственные закупки до 580 тыс. т в год. При этом доля ранних овощей, заготавливаемых до 1 августа, должна составлять не менее 140 тыс. т, а главными их поставщиками станут южные области республики.
Дополнительный доход от предпосевного облучения семян растений при выращивании огурцов в открытом грунте составляет 770 руб./га, томатов рассадочным методом — до 1700 руб., огурцов под пленочным укрытием - 4600 руб. и дынь - 2200 руб.
Таким образом, использование концентрированного солнечного света только в овощеводстве может дать большой экономический эффект.