Индустриальное семеноводство является одной из важнейших составляющих производства любой растительной продукции.
Начиная с момента подготовки семян к посеву и до уборки, а также в процессе хранения семена подвергаются воздействию различных неблагоприятных факторов: протравливание, механические травмы при уборке и сушке, нарушение режимов хранения, воздействие патогенных организмов и вредителей, снижающих посевные качества семян. Существующие стандартные тесты, позволяющие оценить качество семян в лабораторных условиях, достаточно трудоемки и весьма затратны по времени. В связи с этим насущной задачей является прогноз всхожести семян на основании их комплексной оценки перед посевом, использованием экспресс-методик и технологий, основанных на последних достижениях агрофизики.
Одним из таких методов является микрофокусная рентгенография семян, все более активно используемая как в России, так и за рубежом. Для реализации метода Агрофизического института (АФИ) и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработано и запатентовано устройство на основе передвижной рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 для контроля качества семян и зерна. Современная модификация передвижной рентгенодиагностической установки ПРДУ-02, (производитель: ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед»), адаптированная по своим техническим (оптимальный диапазон прямого рентгеновского увеличения) и функциональным (уменьшенные габаритные размеры) характеристикам для работы с семенами представлена на фото 1.
Установка ПРДУ-02 позволяет визуализировать основные типы дефектов семян: невыполненность, дефекты зародыша, трещиноватость, скрытую поврежденность насекомыми, поврежденность грибной и бактериальной инфекцией, скрытое прорастание семян. Цифровое рентгеновское изображение на примере образца семян ярового ячменя представлено на фото 2.
Расшифровка (экспертиза) наличия и процентного содержания основных типов скрытых дефектов может быть выполнена следующими способами:
1) Визуально, экспертом по расшифровке рентгенограмм. Этот метод является наиболее точным, однако требует значительной квалификации оператора-расшифровщика.
2) Автоматически – с использованием различного программного обеспечения для анализа изображений. Этот метод достаточно быстрый, однако на данный момент он позволяет работать с лимитированным набором видов сельскохозяйственных культур и обнаруживать ограниченный набор скрытых дефектов. Тем не менее, авторы считают, что именно за этим способом лежит будущее рентгенографических экспертиз семян.
На сегодняшний день примерно 80% рентгенографических экспертиз семян, проводимых ФГБНУ АФИ и ООО «Агрофизика» выполняется лишь визуальным способом.
Пример расшифровки скрытых дефектов семян зерновых культур представлены в таблице.
Для оценки влияния степени целостности зерновки на посевные качества нами предлагается использовать подход, основанный на учете суммарного количества скрытых дефектов различных типов и происхождения. Результаты анализа образцов семян ячменя приведены на рисунке 1. Данные иллюстрируют выраженную связь посевных качеств семян и суммарного количества скрытых дефектов (трещиноватость + ЭМИС + скрытое прорастание).
Основными перспективами направления микрофокусной рентгенографии семян является дальнейшая автоматизация рентгенографического анализа, а также разработка и внедрение ГОСТ Р «Семена сельскохозяйственных культур. Методы цифровой рентгенографии». Успешное завершение этого важного этапа позволит вывести отечественное индустриальное семеноводство на новый технологический уровень.
