<<<  Назад

2020 год, № 84

УДК: 634.511: 631.53.011: 004.932.2
ГРНТИ: 68.35.03

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ ЦЕЛОСТНОСТИ СЕМЯН ОРЕХА ГРЕЦКОГО (JUGLANS REGIA L.) СЕЛЕКЦИИ НИКИТСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА МЕТОДОМ МИКРОФОКУСНОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ И КОМПЬЮТЕРНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ

Выполнен рентгенографический анализ структурной целостности семян ореха грецкого селекции Никитского ботанического сада. Цифровые рентгеновские изображения семян ореха грецкого получены с использованием передвижной рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 и сканера DIGORA PCT. Обработку цифровых рентгеновских изображений семян осуществляли с помощью программы «Аргус-BIO». В результате проведенных исследований разработана адаптивная методика анализа цифровых рентгеновских изображений семян ореха грецкого: интегральная оценка цифрового рентгенографического изображения каждого образца; выделение области интереса, пороговое выделение рентген-образа семени по яркости, расчет значений параметров; фазовый анализ - автоматическое выделение областей, соответствующих пустотам семени, сумме областей ядра и скорлупы («ядро+скорлупа»). Дополнительно оценивали массу каждого образца семян на лабораторных весах высокого класса точности (±0,001) г. Определено, что разброс выборки семян ореха грецкого по рентгенографическим параметрам варьирует: площадь проекции - в диапазоне от 760,0 до 983,0 мм2; длина семени - в диапазоне от 32,0 до 41,0 мм; ширина семени - в диапазоне от 27,0 до 33,0 мм; средняя яркость проекции - в диапазоне от 92,0 до 120,0 единицы яркости; отклонение яркости - в диапазоне от 30,0 до 50,0 единицы яркости; площадь пустот - в диапазоне от 29,0 до 43,0%; масса семени - в диапазоне от 11,511 до 17,836 г. Выявлена связь массы образцов семян с показателями средней яркости цифровых рентгеновских изображений, единицы яркости (r=0,740), относительной площади области «ядро+скорлупа» на рентген-проекции семени, % (r=0,509) и относительной площади пустот на рентген-проекции семени, % (r=-0,519). Разработанная адаптивная методика рентген-съемки и анализа цифровых рентгеновских изображений может служить эффективным инструментом для экспресс-оценки биологической полноценности семян ореха грецкого.
Ключевые слова: Грецкий орех, рентгенографический анализ структурной целостности, анализ изображений семян, коллекция Никитского ботанического сада.
DOI: 10.21515/1999-1703-84-72-78

Литература:

1. Архипов, М. В. Методика микрофокусной рентгенографии для выявления скрытой дефектности семян древесных лесных пород и других видов сосудистых растений / М. В. Архипов, Н. С. Прияткин, Л. П. Гусакова, А. В. Карамышева, Л. П. Трофимук, Н. Н. Потрахов, В. Б. Бессонов, П. А. Щукина // Журнал технической физики. - 2020. - Вып. 2. - С. 338-346. DOI: 10.21883/JTF.2020.02.48830.178-19.
2. Безух, Е. П. Микрофокусная рентгенография в селекции и питомниководстве плодовых культур / Е. П. Безух, Н. Н. Потрахов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2017. - № 67. - С. 18-22. DOI: 10.21515/1999-1703-67-18-22.
3. Белецкий, С. Л. Современные принципы и технические средства сепарации семян / С. Л. Белецкий, Н. С. Прияткин, М. В. Архипов, Л. П. Гусакова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2018. - № 3. - С. 89-97.
4. Биганова, С. Г. Современные тенденции селекции ореха грецкого в России / С.Г. Биганова, Ю. И. Сухоруких, А. П. Луговской // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2 (часть 1). Режим доступа: https:// www.science-education.ru/ru/article/ view?id=17236.
5. Карамышева, А. В. Рентгенографический метод скрытого выявления дефектов экогенного происхождения семян древесных лесных пород / А. В. Карамышева, Л. П. Трофимук, Н. С. Прияткин // В сб. «Научное обеспечение развития АПК в условиях импортозамещения: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Развитие агропромышленного комплекса на основе современных научных достижений и цифровых технологий». - Ч. I, СПбГАУ - СПб., 2020 (Санкт-Петербург - Пушкин, 23-25 января2020 года).- С. 28-30.
6. Карамышева, А. В. Исследование полнозернистости семян Platycladus orientalis и Thuja sutchuenensis (Cupressaceae) методом микрофокусной рентгенографии для определения их посевных качеств / А. В. Карамышева, Л. П. Трофимук, Н. С. Прияткин, М. В. Архипов, Л. П. Гусакова, Н. Н. Потрахов, В. Б. Бессонов, П. А. Щукина // Растительные ресурсы. - 2019. - Т. 55. - № 4. - С. 501-515. DOI: 10.1134/S003399461904005.
7. Корниенко, П. С. Перспективы выращивания ореха грецкого в республике Крым и России / П. С. Корниенко, Д. В. Потанин // Наука вчера, сегодня, завтра: сб. ст. по матер. XLII междунар. науч.-практ. конф. - № 1 (35). - Новосибирск: СибАК, 2017. - С. 77-92.
8. Al Turki, T. A. Determination of seed viability of eight wild Saudi Arabian species by germination and X-Ray tests / T. A. Al Turki, C. C. Baskin // Saudi Journal of Biological Sciences. - 2017. - No. 24. - P. 822-829. DOI: 10.1016/j.sjbs.2016.06.009.
9. Bazarnova, J. Biologically active macro- and microelements selection of forms of walnut JuglansRegia L. / J. Bazarnova, V. Vasipov, A. Sevastianova, S. Khokhlov // Journal of Hygienic Engineering and Design. - 2019. EID: 2-s2.0-85075997215.
10. Der Sarkissian, H. A cone-beam X-ray computed tomography data collection designed for machine learning / H. Der Sarkissian, F. Lucka, M. van Eijnatten et al.// Sci Data. - 2019. - Vol. 6. - No. 215. - P. 1-8. https://doi.org/10.1038/ s41597-019-0235-y.
11. Karamysheva, A. Comparative characteristics and germination of Pinussibirica seeds collected from places of natural growth and in the St. Petersburg botanical garden of peter the great / A. Karamysheva, L. Trofimuk, N. Priyatkin, M. Arkhipov, P. Sshukina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2019. -С. 012017. DOI:10.1088/1755-1315/316/1/012017.
12. Potanin, D. V. Еxamine the feasibility of a more productive walnut seedlings walnut for industrial plants south / D. V. Potanin, A. S. Sudak // Международный научно-исследовательский журнал. - 2018. - № 9-2 (75). - С. 38-40.

Авторы:

1. Базарнова Юлия Генриховна, д-р техн. наук, профессор, директор, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого».
2. Кузнецова Татьяна Алексеевна, канд. биол. наук, доцент, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого».
3. Прияткин Николай Сергеевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник, ФГБНУ «Агрофизический научно-исследовательский институт».
4. Староверов Николай Евгеньевич, аспирант, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)».
5. Хохлов Сергей Юрьевич, канд. с.-х. наук, ФГБУН «Никитский ботанический сад - Национальный научный центр РАН».