Influence of electron radiation of spring barley seeds on phytopathogenic microflora

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Under the conditions of a model pot experiment, the effect of electron irradiation on the phytopathogenic microflora of plant roots and leaves was studied. The studies were carried out on spring barley seeds of the Vladimir variety (reproduction 1), affected by helminthosporiosis (pathogen Bipolaris sorokiniana Shoem.), (natural infectious background). This pathogen causes root rot and leaf spot. The grain was irradiated using a wide-aperture electron accelerator “Duet” with a mesh plasma cathode and the output of the generated beam of a large cross-section into the atmosphere in doses of 1, 2, 3, 4 and 5 kGy. The total administered dose was increased by changing the number of pulses. The radiation dose rate was 100 Gy/pulse, the electron energy was 130 keV (mode 1) and 160 keV (mode 2). The depth of dose absorption did not exceed 300 μm. Based on the conducted studies on the effect of electron irradiation on root rot (pathogen Bipolaris sorokiniana) of spring barley, it was noted that in the tillering and heading phases, when irradiating seed material with a dose of 2 kGy in mode 1 (130 keV), the disease incidence and prevalence decreased by more than 1.5 times compared to the non-irradiated control. In the phase of full grain maturity, the highest value of root infestation (45–50%) and prevalence (95–100%) of Bipolaris sorokiniana were recorded, but statistically significant differences between the irradiated variants and the control were absent. The records of the damage of vegetative plants showed that in the tillering phase, for all irradiation variants in mode 1, the degree of damage to leaves 1–3 increased by 23% compared to the control, and in the heading phase, the degree of damage to the upper leaves (1–3) exceeded the control when irradiated at doses of 2–5 kGy (mode 1) and 1–5 kGy (mode 2) – 2.1–2.8 times for 1 leaf, 1.9–2.0 times for 2 leaves and 1.2 times for 3 leaves.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. V. Suslova

Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: belovol-1983@mail.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Obninsk, Kaluga region

N. N. Loy

Russian Institute of Radiology and Agroecology of National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: belovol-1983@mail.ru

PhD in Biological Sciences

Russian Federation, Obninsk, Kaluga region

References

  1. Bastron A.V., Dolgov I.V. Postanovka problemy obezzarazhivaniya zerna pshenicy EMP SVCh v posleuborochnyj period i puti ee resheniya // Epoha nauki. 2016. № 5. S. 9.
  2. Bespal’ko V.V., Buryak Yu.I. Vliyanie predposevnoj obrabotki semyan mikrovolnovym polem v sochetanii s regulyatorom rosta i biopreparatom na posevnye kachestva i urozhajnye svojstva yachmenya yarovogo // Nauchno-proizvodstvennyj zhurnal «Zernobobovye i krupyanye kul’tury». 2014. № 4 (12). S. 133–138.
  3. Vorob’ev M.S., Denisov V.V., Koval’ N.N. et al. Radiation processing of natural latex using a wide-aperture electron accelerator with a plasma emitter// Himiya vysokih energij. 2015. T. 49. № 3. S. 169–172.
  4. Dovnar V.S. K metodike izmereniya ploshchadi list’ev u zlakovyh kul’tur // S.-h. biologiya. 1979. T. 14. № 2. S. 235–237
  5. Zhurbickij Z.I. Teoriya i praktika vegetacionnogo metoda. M.: Nauka, 1968. S. 206.
  6. Koz’min G.V., Geras’kin S.A., Sanzharova N.I. Radiacionnye tekhnologii v sel’skom hozyajstve i pishchevoj promyshlennosti. Obninsk: VNIIRAE, 2015. S. 400.
  7. Kotin A.I., Novikova G.V., Zajcev P.V. i dr. Issledovanie i razrabotka ustanovki dlya predposadochnoj obrabotki klubnej kartofelya vozdejstviem elektrofizicheskih faktorov // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2019. T. 14. № 1 (52). S. 89–93.
  8. Lavrinova V.A., Chekmarev V.V., Gusev I.V. Obshchie principy razvitiya issledovanij po zashchite zernovyh kul’tur ot boleznej v Tambovskoj oblasti // Zemledelie. 2018. № 1. S. 27–31.
  9. Soboleva O.M. Ekologicheskaya ocenka dejstviya elektromagnitnogo polya na semena ozimyh zlakov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2017. T. 31. № 11. S 47–49.
  10. Soboleva O.M., Kondratenko E.P., Vityaz’ S.N. Vliyanie elektromagnitnogo polya na aminokislotnyj sostav i biologicheskuyu cennost’ zerna novoj ozimoj kul’tury // Vestnik AGAU. 2015. №11. S. 58–64.
  11. Soboleva O.M. Dinamika chislennosti mikroorganizmov na poverhnosti zernovok rzhi i yachmenya posle elektromagnitnoj obrabotki // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018. T. 32. № 9. S. 21–23.
  12. Sokovnin S.Yu. Nanosekundnye uskoriteli elektronov i radiacionnye tekhnologii na ih osnove. Ekaterinburg: UrO RAN, 2007. S. 224
  13. Strategiya nauchno-tekhnologicheskogo razvitiya Rossijskoj Federacii (utv. Ukazom Prezidenta Rossijskoj Federacii ot 1 dekabrya 2016 g. № 642).
  14. Tolmacheva T.A. Aflatoksiny, ih vliyanie na prodovol’stvennoe syr’e i metody obezzarazhivaniya // Vestnik Yuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pishchevye i biotekhnologii. 2013. T. 1. № 2. S. 40–44.
  15. Fizika. Tekhnologii. Innovacii / Pod red. Rychkova V. N., Ekaterinburg: URFU, 2015. 358 s.
  16. Bianchini A., Bullerman L.B. Biological control of molds and mycotoxins in foods. In mycotoxin prevention and control in agriculture // ACS symposium series, American Chemical Society, Washington: DC, 2010. P. 1–16.
  17. Hocking A.D. Microbiological facts and fictions in grain storage // Proceedings of the Australian postharvest technical conference. Canberra: CSIRO, 2003. P. 55–58.
  18. Karlovsky P., Suman M., Berthiller F. Impact of food processing and detoxification treatments on mycotoxin contamination // Mycotoxin research. 2016. Vol. 32. №. 4. P. 179–205.
  19. Loy N.N., Sanzharova N.I., Gulina S.N. et al. Influence of electronic irradiation on the affection of barley by root rot // J. Phys.: Conf. Ser., 2019. V. 1393. 012107.
  20. Oghbaei M., Prakash J. Effect of primary processing of cereals and legumes on its nutritional quality: A comprehensive review // Cogent Food & Agriculture. 2016. Vol. 2. №. 1. P. 1–14. https://doi.org/10.1080/23311932.2015.1136015
  21. Vorobyov M.S., Koval N.N., Sulakshin S.A. An electron source with a multiaperture plasma emitter and beam extraction into the atmosphere, Instrum. Exp. Tech., 2015. Vol. 58. No. 5. P. 687–695.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dynamics of root damage of spring barley by Bipolaris sorokiniana. 1 and 2 – irradiation modes (the same in Fig. 2–4).

Download (312KB)
3. Fig. 2. Dynamics of the prevalence of Bipolaris sorokiniana on barley roots.

Download (360KB)
4. Fig. 3. The degree of damage to barley leaves by Bipolaris sorokiniana in the tillering phase (* – differences are statistically significant, compared to the control at P < 0.5).

Download (144KB)
5. Fig. 4. The degree of damage to barley leaves by Bipolaris sorokiniana in the heading phase.

Download (76KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».