В настоящее время актуальной проблемой биологической науки является поиск новых технологий для целенаправленного воздействия на животные и растительные организмы. Часто подобные технологии основываются на воздействии физических факторов, например, особый интерес у учёных вызывает электромагнитное излучение.

Электромагнитное излучение (ЭМИ) является физическим фактором среды, который оказывает существенное влияние на различные живые организмы, поэтому данный вид излучения находит применение в медицине, в некоторых отраслях промышленности и сельском хозяйстве. Количество техногенных источников и их мощности уже сейчас позволяют говорить о ЭМИ в СВЧ и КВЧ диапазонах, как о важном техногенном факторе окружающей среды, влияющим на стабильность экосистем.

Миллиметровое излучение активно используется в медицине, биологии и химии. Описано влияние на различные физиологические процессы и свойства у микроорганизмов и растений: клеточное деление, морфологические признаки, скорость роста, выход биомассы, ферментативную активность и др.
Необходимо отметить, что КВЧ-излучение можно отнести к сверхслабым воздействиям, так как количество поглощаемой объектом энергии ничтожно мало, но его влияние на живые объекты бывает впечатляющим.

ЭМИ сантиметрового диапазона (СВЧ-излучение) находит применение в медицине и микробиологии. Многие исследователи использовали СВЧ- излучение для подавления роста микроорганизмов при стерилизации всевозможных объектов.

В последние годы было опубликовано несколько работ по исследованию воздействия ЭМИ на фотосинтезирующие организмы (Тамбиев, Кирикова, Лихачёва и др.). Однако большинство этих работ посвящены изучению цианобактерий и водорослей. Сведения о воздействии ЭМИ на растения встречаются редко и довольно скупы.

Эффекты от воздействия ЭМИ на растения зависят от параметров ЭМИ, экспозиции и могут быть как стимулирующими, так и угнетающими.

Далее следует обзор нескольких статей по данной теме.

Калье Мария Игоревна
ВЛИЯНИЕ КВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ПРОРАСТАЮЩИХСЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

В работе Калье М. И. было показано, что при воздействии на прорастающие семена пшеницы ЭМИ КВЧ-диапазона (61.20 ГГц) происходят изменения морфофизиологических параметров. Эти изменения зависят от параметров воздействия излучения.

Так, при длительных экспозициях наблюдается угнетение процессов прорастания у пшеницы. Также наблюдалось изменение скорости поглощения воды семенами и набухания.

Также было показано, что электромагнитное излучение изменяет активность гидролитических ферментов. Так излучение снижало общую активность амилаз, активность протеаз изменялась разнонаправлено, но преобладает активация ферментов. Также наблюдалась активация каталазы и пероксидазы. [1]

ВЛИЯНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА АКТИВНОСТЬ АМИЛАЗЫ В ПРОРОСТКАХ LUPINUS ANGUSTIFOLIUS L.
Ж.Э. Мазец, К.Я. Кайзинович, Н.В. Пушкина, В.Н. Родионова, Е.В. Спиридович

Есть данные о воздействии ЭМИ на прорастающие семена люпина и активности амилазы после воздействия ЭМИ. В работе, проведённой в БГПУ им.М. Танка семена люпина подвергали облучению ЭМИ в 3-х режимах: Режим 1 (частота обработки 53,57–78,33 ГГц, время обработки 20 минут); Режим 2 (частота обработки 64,0–66,0 ГГц, время обработки 12 минут) и Режим 3 (частота обработки 64,0–66,0 ГГц, время обработки 8 минут). После этого определяли всхожесть семян, активность ферментов и другие морфо-физиологические показатели.

Было установлено, что разные режимы по разному влияют на активность амилаз. 1 и 3 режим повышают активность ферментов, тогда как режим 2 снижает её. [2]

К ВОПРОСУ О МЕХАНИЗМАХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С РАСТИТЕЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
Ж.Э. Мазец

Что касается фермента каталаза, то есть сведения, что ЭМИ увеличивает активность фермента после облучения семян. Это было продемонстрировано в работе Ж.Э. Мазец, которая была проведена на семенах люпина узколистного.

Обработка семян Lupinus angustifolius L. производилась в НИИ ядерных проблем БГУ в трех режимах: Режим 1 (частота обработки 54–78 ГГц, время обработки 20 минут); Режим 2 (частота обработки 64–66 ГГц, время обработки 12 минут); Режим 3 (частота обработки 64–66 ГГц, время обработки 8 минут). [3]

ВЛИЯНИЕ КВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ
М.И. Калье

Эксперименты с облучением, проведённые на семенах пивоваренного солода, показывают снижение энергии прорастания и всхожести у семян облучённых ЭМИ в отличии от контроля. Исследование активности гидролитических ферментов показывает как их активацию при одном времени обработки, так и ингибирование при другой экспозиции.

Полученные данные подтверждают мнение о специфическом влиянии волн миллиметрового диапазона, выраженном, с одной стороны, стимулирующим, а с другой стороны – угнетающим действием на растительный организм. [4]

Влияние облучённой ЭМИ дистиллированной воды на растительные объекты. З.Х-М. Хашаев, А. Ф. Кожокару, Э. М. Шекшеев

Помимо облучения семян, в литературе встречаются данные об облучении воды с последующей обработкой этой водой семян. Для опытов использовались семена пшеницы. Опыт состоял из трёх вариантов в трёх повторностях. Первый вариант – контроль, второй – облучали воду, затем в неё помещали предварительно замоченные в необлучённой воде необлучённые семена, третий – дополнительные контроль – облучались только семена или предварительно замоченные в необлучённой воде. Семена обрабатывались ЭМИ 42,25 ГГц,

Проращивание семян в облучённой воде увеличивало их всхожесть. Следует также заметить, что и в опыте с облучёнными семенами наблюдалось увеличение всхожести. Это может говорить о том, что облучённая вода привела в активации схожих процессов, которые активируются при непосредственном облучении.

Также в статье приводятся данные, об опыте, целью которого было выявление длительности сохранения тех физико-химических изменений воды, которые ускоряли прорастание семян. Для этого облучённую воду через определённые промежутки времени добавляли к замоченным в необлучённой воде семенам. [5]

Литература:
1. Калье М. И. Влияние КВЧ – излучения на морфофизиологические показатели и активность ферментов прорастающих семян зерновых культур [Электронный ресурс] // Электрон. версия автореферата – 2016. – 10 февраля. – URL: http://earthpapers.net/vliyanie-kvch-iz … ovyh-kultu (дата обращения: 10.02.2016).
2. Мазец Ж.Э., Кайзинович К.Я., Пушкина Н.В., Родионова В.Н., Спиридович Е.В. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на активность амилазы в проростках LUPINUS ANGUSTIFOLIUS L. // Труды БГУ 2013, том 8, часть 2 – с. 95-101.
3. К вопросу о механизмах взаимодействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения с растительными объектами. // Ж. Э. Мазец, К. Я. Кайзинович, А. Г. Шутова // Весцi БДПУ Серыя 3. Фiзiка, матэматыка, iнфарматыка, бiялогiя, геаграфiя. ¬ 2014. ¬ N 1. ¬ С. 26¬31
4. Калье М. И. Влияние КВЧ – излучения миллиметрового диапазона на физиологические процессы прорастания семян пивоваренного ячменя. // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 2 (2), с. 399–401.
5. Влияние облучённой ЭМИ дистиллированной воды на растительные объекты. З.Х-М. Хашаев, А. Ф. Кожокару, Э. М. Шекшеев. // Известия Южного федерального университета. Технические науки. Выпуск № 3. том 13. 1999. С. 274 – 281.