Effect of spectral composition of light on the accumulation of photosynthetic pigments and yield of grain crops grown in controlled conditions | Влияние спектрального состава света на накопление фотосинтетических пигментов и урожайность зерновых культур при выращивании в контролируемых условиях

English. In accordance with the approved Doctrine of Food Security of the Russian Federation, the domestic seed production should provide with seeds at least 75% of the Russian market, and for many cereal crops this indicator already exceeds the statutory minimum. The intensification of selective breeding requires the implementation of innovative technologies and special means that allow significantly reducing the time for generating new hybrids providing several generations of hybrid populations and parent lines of hybrids a year. Under controlled growing conditions, there is a technical possibility of additional illumination of plants using various lighting devices. In 2022, studies were conducted in the climate chamber developed at the Federal State Budgetary Institution "Federal Scientific Agroengineering Center VIM" in order to study the effect of the spectral distribution of light on the spring wheat and barley yield. The experiment included 3 lighting variants: B15G40R40FR5 (V1; control), B22G11R49FR18 (V2), and B16G18R51FR15 (V3). The concentration of photosynthetic pigments in wheat plants in the booting stage was higher than that of barley throughout the whole experiment. The chlorophyll a/b ratio in wheat was within the normal limits for the active growing season, whereas barley was stressed by lack of light. All experimental lighting variants can be used to produce wheat seeds with standard germination ability of 95.7-97.7%. The best lighting variant for wheat was V2 (B22G11R49FR18) with the highest proportion of blue and far-red radiation. V1 and V2 lighting variants used in the experiment are suitable for obtaining barley grains with high germination ability (92-93%). The best lighting variant for barley was V3 (B16G18R51FR15).

Russian. В соответствии с утвержденной Доктриной продовольственной безопасности РФ отечественное семеноводство должно обеспечить семенами не менее 75% российского рынка, и по многим зерновым культурам этот показатель уже превышает установленный минимум. Для интенсификации селекционного процесса необходимо внедрение новейших технологий и специальных средств, что позволяет существенно сократить срок создания новых гибридов обеспечивающих получение нескольких поколений гибридных популяций и родительских линий гибридов в год. В контролируемых условиях выращивания существует техническая возможность досветки растений посредством использования различных осветительных приборов. В климатической камере, разработанной в ФГБНУ "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ", в 2022 г. были проведены исследования с целью изучения влияния спектрального состава света на урожайность яровой пшеницы и ячменя. Эксперимент был проведен при 3 вариантах освещения – B15G40R40FR5 (В1 – контроль), B22G11R49FR18 (В2) и B16G18R51FR15 (В3). Концентрация фотосинтетических пигментов растений пшеницы в фазе выхода в трубку была выше, чем у ячменя на протяжении всего опыта. У пшеницы отношение хлорофилла а к хлорофиллу b находилось в пределах нормы для периода активной вегетации, а ячмень испытывал стресс от недостатка освещенности. Все варианты освещения, используемые в опыте, пригодны для получения семян пшеницы с кондиционной всхожестью на уровне 95,7–97,7%. Лучшим для пшеницы было освещение по варианту В2 (B22G11R49FR18) с наибольшей долей синего и дальнего красного облучения. Варианты освещения В1 и В2, используемые в опыте, пригодны для получения зерен ячменя, отличающихся высокой всхожестью (на уровне 92–93%). Лучшим для ячменя было освещение по варианту В3 (B16G18R51FR15).