Для ускоренной селекции зерновых на устойчивость к заморозкам изобрели новый инструмент
Ученые и инженеры из Университета Аделаиды, Австралия, определили новый способ для проверки зерновых культур на предмет повреждения морозом, который пригодится как аграриям, так и служителям агронауки
В своей работе, опубликованной в журнале Optics Express, исследователи сообщают, что теперь они могут успешно проверять растения ячменя на предмет повреждения морозом неразрушающими методами с помощью технологии визуализации с применением терагерцовых волн (которые лежат между микроволновыми и инфракрасными волнами в электромагнитном спектре).
«По оценкам, заморозки ежегодно обходятся австралийским производителям зерна в 360 миллионов долларов прямых и косвенных убытков», - говорит руководитель проекта профессор Джейсон Эйбл из Школы сельского хозяйства, продовольствия и вина Университета Аделаиды. - Для минимизации значительных экономических потерь крайне важно, чтобы решения фермеров о том, скашивать ли урожай для сена или продолжать сезон вегетации, принимались вскоре после того, как произошло повреждение от мороза. Однако анализ развивающихся зерен на предмет травмы заморозков труден и требует много времени, включает в себя деструктивный отбор проб».
Повреждение от заморозков может произойти, когда репродуктивные органы растения подвергаются воздействию температуры воздуха ниже 0 ° C в течение вегетационного периода, причем размер ущерба зависит от серьезности и длительности холодного периода.
Зерновые культуры, такие как ячмень и пшеница, демонстрируют широкий диапазон чувствительности к заморозкам в зависимости от генетики, методов управления, условий окружающей среды и их взаимодействия. Например, разница в температуре в один градус может привести к увеличению повреждений пшеницы с 10% до 90% при совокупности негативных факторов.
При поддержке Исследовательского института Уэйта при университете и Корпорации исследований и разработок зерна ученые проверили, могут ли волны терагерцового диапазона могут проникать через колос и предоставлять информацию о степени ущерба.
«Колосья ячменя и пшеницы, подвергшиеся заморозкам, не обязательно проявляют симптомы в течение многих дней, - говорит профессор Эйбл. - Эта технология обещает выявить повреждения от заморозков до того, как будут обнаружены симптомы».
Ученые выяснили, что терагерцовые изображения могут точно различать замороженные и незамороженные зерна в колосьях ячменя, причем, результаты последовательно повторялись на многих сканированиях. Эта технология визуализации также смогла определить положение отдельных зерен по длине отдельного колоса.
«Эта технология будет преобразована в полевой инструмент, который могли бы использовать производители и агрономы в управлении урожаем и минимизации потерь из-за заморозков. Данная технология в ее нынешнем виде также может использоваться селекционерами для более быстрого и более информированного принятия решений о выборе одной линии селекции по сравнению с другими», - заключил Эйбл.