Estimation of the efficiency of perspective seed treatment methods of winter wheat seeds based on analysis of crop condition and biological yields

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Field experiment on determining the effect of seed presowing treatment by promising methods (ultraviolet radiation, ozonation, low-frequency electromagnetic field) on the state of crops and biological yield of winter wheat was carried out. The results obtained were compared with the results of conventional seed treatment with chemical agent. It was found that presowing treatment with ozone and UV radiation stimulated seed germination and increased their field germination. Biological yield of control plants was higher for plots where seeds were treated with UV radiation and ozone by 5.8 and 2.34%, respectively. Seed treatment with electromagnetic fields did not result in higher yields. Actual yield data confirmed this trend. Straw and grain weight and their ratio significantly exceeded the control value in the plots where seeds were treated with UV radiation and ozone. Chemical analysis showed that only grain from plots where seeds were treated with ozone had significant excess over the control value: protein and gluten content was higher by 4.2 and 5.2%, respectively. The results obtained in the field experiment are largely consistent with the results of previous published studies. The combination of exposure to ozone and UV radiation during presowing treatment of seeds will provide disinfection and stimulation of germination, increase field germination, plant density, yields, and improve grain quality. These methods have shown better results in comparison with the method of seed treatment by chemical agent and, therefore, they can be recommended for implementation in production. Their combined use will make it possible to carry out effective disinfection and stimulation of germination, as well as to increase the yield and quality of grain.

About the authors

Andrey V. Braginets

Donskoy Agricultural Research Center

Email: Al.55552015@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7188-4179
SPIN-code: 6352-1932

Candidate of Technical Sciences, Junior Researcher, Department of Vegetable Feedstock Processing

3 Nauchny Gorodok st., Zernograd, Rostov region, 347740, Russian Federation

Oleg N. Bakhchevnikov

Donskoy Agricultural Research Center

Author for correspondence.
Email: oleg-b@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-3362-5627
SPIN-code: 3350-9055

Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Department of Vegetable Feedstock Processing

3 Nauchny Gorodok st., Zernograd, Rostov region, 347740, Russian Federation

References

  1. Babu U, Shukla AK, Kumar A, Meena RK. Effect of sowing methods and nutrients on growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.): a review. Current Research in Agriculture and Farming. 2021;2(2):18—22. doi: 10.18782/2582-7146.135
  2. Carrera-Castano G, Calleja-Cabrera J, Pernas M, Gomez L, Onate-Sanchez L. An updated overview on the regulation of seed germination. Plants. 2020;9(6):703. doi: 10.3390/plants9060703
  3. Los A, Ziuzina D, Bourke P. Current and future technologies for microbiological decontamination of cereal grains. Journal of Food Science. 2018;83(6):1484—1493. doi: 10.1111/1750-3841.14181
  4. Pilipenko NG, Andreeva OT, Sidorova LP, Kharchenko NY. Effect of pre-sowing seed treatment on disease development and productivity of grain crops. Fodder Production. 2022;(1):37—42. (In Russ.).
  5. Dolzhenko VI, Laptiev AB. Modern range of plant protection means: biological efficiency and safety. Plodorodie. 2021;(3):71—75. (In Russ.). doi: 10.25680/S19948603.2021.120.13
  6. Chekmarev VV, Kobylskaya GV, Buchneva GN, Korabelskaya OI. Resistance of fungi of Fusarium genus to seed dressing preparations. Plant Protection and Quarantine. 2011;(3):19—21. (In Russ.).
  7. Kostin VI, Dozorov AV, Isaychev VA. To the issue of stimulation of agricultural plants under the infl of physical and chemical factors for seed treatment. Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2018;(2):67—77. (In Russ.). doi: 10.18286/1816-4501-2018-2-67-77
  8. Pakhomov AI, Maksimenko VA, Bukhantsov KN, Vatutina NP. Experimental characterization of the parameters of grain’s magnetic disinfection. Agrarian Scientific Journal. 2019;(3):84—89. (In Russ.). doi: 10.28983/asj.y2019i3pp84-89
  9. Tsuglenok NV. Analysis of effective use of electrophysical methods of seed treatment. Science and Education Issues. 2019;(21):46—59. (In Russ.).
  10. Rifna EJ, Ramanan KR, Mahendran R. Emerging technology applications for improving seed germination. Trends in Food Science & Technology. 2019;86:95—108. doi: 10.1016/j.tifs.2019.02.029
  11. Araujo SDS, Paparella S, Dondi D, Bentivoglio A, Carbonera D, Balestrazzi A. Physical methods for seed invigoration: advantages and challenges in seed technology. Frontiers in Plant Science. 2016;7:646. doi: 10.3389/fpls.2016.00646
  12. Sirohi R, Tarafdar A, Gaur VK, Singh S, Sindhu R, Rajasekharan R, et al. Technologies for disinfection of food grains: Advances and way forward. Food Research International. 2021;145:110396. doi: 10.1016/j. foodres.2021.110396
  13. Baskakov IV, Orobinsky VI, Gievsky AM, Chernyshev AV, Tarasenko AP. The effect of presowing ozonation of seeds on the yield of agricultural crops. Vestnik of Voronezh State Agrarian University. 2019;12(4):13—20. (In Russ.). doi: 10.17238/issn2071-2243.2019.4.13
  14. Pandiselvam R, Mayookha VP, Kothakota A, Sharmila L, Ramesh SV, Bharathi CP, et al. Impact of ozone treatment on seed germination — a systematic review. Ozone: Science & Engineering. 2020;42(4):331—346. doi: 10.1080/01919512.2019.1673697
  15. Tiwari BK, Brennan CS, Curran T, Gallagher E, Cullen PJ, O’Donnell CP. Application of ozone in grain processing. Journal of Cereal Science. 2010;51(3):248—255. doi: 10.1016/j.jcs.2010.01.007
  16. Marchenko DM, Ivanisov MM, Rybas IA, Nekrasov EI, Romanyukina IV, Chukhnenko YY. The results of breeding work with the winter bread wheat for non-fallow forecrops in the Agricultural Research Center “Donskoy”. Grain Economy of Russia. 2020;(6):3—9. (In Russ.). doi: 10.31367/2079-8725-2020-72-6-3-9.
  17. Upadhyay AK, Chormule SR, Kuiry BM, Ram BS, Pani SS, Punia Y. Effect of UV radiation on seeds physiological parameter: A review. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 2020;9(6):1877—1879.
  18. Wu JN, Doan H, Cuenca MA. Investigation of gaseous ozone as an antifungal fumigant for stored wheat. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2006;81(7):1288—1293. doi: 10.1002/jctb.1550
  19. Maffei ME. Magnetic field effects on plant growth, development, and evolution. Frontiers in Plant Science. 2014;5:445. doi: 10.3389/fpls.2014.00445
  20. Pakhomov AI. Analytical assessment and consideration of the properties of electromagnetic fi lds in agro-disinfection devices. Machinery and Equipment for Rural Area. 2022;(9):40—44. (In Russ.). doi: 10.33267/2072-9642-2022-9-40-44.
  21. Pakhomov AI. The method of resonant-low-frequency disinfection of grain: biophysical substantiation and innovative advantage. Machinery and Equipment for Rural Area. 2022;(1):30—34. (In Russ.). doi: 10.33267/2072- 9642-2022-1-30-34.
  22. Kazantseva TP, Chikhichina TV, Lebedev VB, Jusupova DA, Kudimova LM, Strizhkov NI, Sibikeeva JE. Effectiveness of pre-sowing treatment of seeds of winter and spring wheat, corn with fungicide Scarlet. Agro XXI. 2008;(7–9):16—18. (In Russ.).
  23. Gorina IN. Imazalil-containing disinfecting agents for grain crops. Protection and Quarantine of Plants. 2013;(4):55—57. (In Russ.).
  24. Levina NS, Tertyshnaya YV, Bidey IA, Elizarova OV. Ultraviolet radiation influence on the sowing qualities and vegetation of spring wheat and spring barley. Agro-Industrial Complex of Russia. 2019;26(3):344—350. (In Russ.).
  25. Kondrateva NP, Baturina KA, Ilyasov IR, Korepanov RI, Kasatkina NI, Kuryleva AG. Effect of treatment of seeds of grain crops by ultraviolet radiation before sowing. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;433:012039. doi: 10.1088/1755-1315/433/1/012039
  26. Sigacheva MA, Pinchuk LG. The influence of pre-soving ozonization of soft spring wheat on the yieldness and it’s structure in the forest and steppe zone of Kuznetsk basin. Research Journal of Agricultural Science. 2015;47(4):245—249.
  27. Teixeira da Silva JA, Dobranszki J. Magnetic fields: how is plant growth and development impacted? Protoplasma. 2015;253:231—248. doi: 10.1007/s00709-015-0820-7
  28. Afzal I, Saleem S, Skalicky M, Javed T, Bakhtavar MA, ul Haq Z, Kamran M, Shahid M, Sohail Saddiq M, Afzal A, et al. Magnetic field treatments improves sunflower yield by inducing physiological and biochemical modulations in seeds. Molecules. 2021;26(7):2022. doi: 10.3390/molecules26072022
  29. Pakhomov AI. Biophysics and experimental search for inhibiting harmonics of magnetic disinfecting equipment. Machinery and Equipment for Rural Area. 2021;(6):32—35. (In Russ.). doi: 10.33267/2072-9642- 2021-6-32-35.
  30. Pinchuk LG., Sigacheva MA., Gridina SB. Evaluation of protein content of soft spring wheat grain under the effect of ozone pre-sowing seed treatment in the Kuznetsk forest-steppe. Bulletin of Altai State Agricultural University. 2014;(9):5—8. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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».