В ЛЭТИ разработали методику выявления скрытых дефектов в семенах овощных культур с помощью рентгенографии

Анализ скрытых повреждений семян проводился с помощью передвижной установки для цифровой рентгенографии семян, которая ранее была разработана в СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Серьезной проблемой для современного овощеводства является качество посевного материала: скрытые повреждения могут приводить к снижению урожайности. В связи с этим большой практический интерес представляет оценка качества семян перед посевом или закладкой на хранение. Современный уровень развития сельского хозяйства требует использования автоматизированных и точных методов оценки качества семян, позволяющих получить максимальное количество информации в сжатые сроки.

Одной из наиболее важных овощных культур в России является капуста. Сегодня она составляет четверть овощного рациона у населения РФ. Капуста также занимает более 20% от посевных площадей овощей в стране, а потребность в семенах белокочанной капусты составляет более 50 тонн ежегодно. Поэтому рынок семян значителен и на нем конкурируют как отечественные, так и иностранные компании.

«Мы адаптировали разработанную ранее методику по выявлению скрытых дефектов семян зерновых культур для семян овощных культур. В частности, в данном исследовании работали с семенами капусты различных видов. В ходе этой работы были выявлены и идентифицированы дефекты семян, влияющих на их хозяйственное значение. Надеемся, что внедрение данной методики приведет к повышению качества продукции у поставщиков семян капусты в России», - рассказывает заведующий кафедрой электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Николай Потрахов.

Исследования проводились с помощью передвижной установки для цифровой рентгенографии семян, которая разработана учеными кафедры ЭПУ и инженерами ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед». Она состоит из рентгенозащитной камеры, источника излучения, цифрового приемника изображения, устройства позиционирования объекта исследования. Кроме того, установка использует оригинальное отечественное программное обеспечение, которое в автоматическом режиме выявляет и классифицирует дефекты семян.  

Новая методика работы на установке потребовала разработки схемы съемки семян капусты, выбора оптимальных режимов работы, обеспечения резкости изображения, а также адаптирования некоторых других параметров. Технология по выявлению скрытых дефектов была успешно испытана на восьми образцах семян капусты разного происхождения и мест производства. Партия семян была предоставлена Федеральным научным центром овощеводства (Москва), сотрудники которого также принимали участие в исследовании, его результаты опубликованы в научном журнале Horticulturae.

«Метод рентгенографии семян выгодно отличается от аналогов простотой применения, оперативностью и точностью. При этом технология не повреждает семена. Наша разработка позволяет эффективно проводить отбор семенной продукции, что позволяет сеять меньше “плохих” семян и гарантировать сельхозпредприятиям хороший урожай», - добавляет соавтор статьи, директор ВНИИ кондитерской промышленности (филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН) Сергей Белецкий. 

Разработка методики выявления скрытых дефектов в семенах овощных культур является важной частью большого проекта ученых кафедры ЭПУ СПбГЭТУ “ЛЭТИ” в сфере создания систем (приборов, программного обеспечения и методов использования) экспресс-диагностики семян в целях повышения качества и продуктивности растениеводства в России. В долговременной перспективе исследователи ЛЭТИ совместно с различными научными организациями планируют создать методики выявления дефектов семенного материала для всех экономических значимых культур.

Параллельно, в ходе данного проекта в ЛЭТИ идет развитие приборной базы. Так, в 2021 году ученые кафедры ЭПУ совместно со специалистами из Агрофизического научно-исследовательского института (АФИ, Петербург) создали новое поколение передвижных рентгенографических  и рентгенотомографических комплексов по экспресс-диагностике зерна, а также методики по их применению. Одна такая установка передана сотрудникам АФИ для проведения исследований. 

Кроме того, в прошлом году ученые АФИ и СПбГЭТУ “ЛЭТИ” подготовили национальный стандарт ГОСТ Р59603-2021 «Семена сельско-хозяйственных культур. Методы цифровой рентгенографии». ГОСТ вступил в действие 1 января 2022, он призван простимулировать развитие отечественной семенной базы, обеспечить устойчивый рост российского зернопроизводства и уменьшить зависимость российских сельхозпроизводителей от зарубежных поставщиков.

Анализ скрытых повреждений семян проводился с помощью передвижной установки для цифровой рентгенографии семян, которая ранее была разработана в СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Серьезной проблемой для современного овощеводства является качество посевного материала: скрытые повреждения могут приводить к снижению урожайности. В связи с этим большой практический интерес представляет оценка качества семян перед посевом или закладкой на хранение. Современный уровень развития сельского хозяйства требует использования автоматизированных и точных методов оценки качества семян, позволяющих получить максимальное количество информации в сжатые сроки.

Одной из наиболее важных овощных культур в России является капуста. Сегодня она составляет четверть овощного рациона у населения РФ. Капуста также занимает более 20% от посевных площадей овощей в стране, а потребность в семенах белокочанной капусты составляет более 50 тонн ежегодно. Поэтому рынок семян значителен и на нем конкурируют как отечественные, так и иностранные компании.

«Мы адаптировали разработанную ранее методику по выявлению скрытых дефектов семян зерновых культур для семян овощных культур. В частности, в данном исследовании работали с семенами капусты различных видов. В ходе этой работы были выявлены и идентифицированы дефекты семян, влияющих на их хозяйственное значение. Надеемся, что внедрение данной методики приведет к повышению качества продукции у поставщиков семян капусты в России», - рассказывает заведующий кафедрой электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Николай Потрахов.

Исследования проводились с помощью передвижной установки для цифровой рентгенографии семян, которая разработана учеными кафедры ЭПУ и инженерами ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед». Она состоит из рентгенозащитной камеры, источника излучения, цифрового приемника изображения, устройства позиционирования объекта исследования. Кроме того, установка использует оригинальное отечественное программное обеспечение, которое в автоматическом режиме выявляет и классифицирует дефекты семян.  

Новая методика работы на установке потребовала разработки схемы съемки семян капусты, выбора оптимальных режимов работы, обеспечения резкости изображения, а также адаптирования некоторых других параметров. Технология по выявлению скрытых дефектов была успешно испытана на восьми образцах семян капусты разного происхождения и мест производства. Партия семян была предоставлена Федеральным научным центром овощеводства (Москва), сотрудники которого также принимали участие в исследовании, его результаты опубликованы в научном журнале Horticulturae.

«Метод рентгенографии семян выгодно отличается от аналогов простотой применения, оперативностью и точностью. При этом технология не повреждает семена. Наша разработка позволяет эффективно проводить отбор семенной продукции, что позволяет сеять меньше “плохих” семян и гарантировать сельхозпредприятиям хороший урожай», - добавляет соавтор статьи, директор ВНИИ кондитерской промышленности (филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН) Сергей Белецкий. 

Разработка методики выявления скрытых дефектов в семенах овощных культур является важной частью большого проекта ученых кафедры ЭПУ СПбГЭТУ “ЛЭТИ” в сфере создания систем (приборов, программного обеспечения и методов использования) экспресс-диагностики семян в целях повышения качества и продуктивности растениеводства в России. В долговременной перспективе исследователи ЛЭТИ совместно с различными научными организациями планируют создать методики выявления дефектов семенного материала для всех экономических значимых культур.

Параллельно, в ходе данного проекта в ЛЭТИ идет развитие приборной базы. Так, в 2021 году ученые кафедры ЭПУ совместно со специалистами из Агрофизического научно-исследовательского института (АФИ, Петербург) создали новое поколение передвижных рентгенографических  и рентгенотомографических комплексов по экспресс-диагностике зерна, а также методики по их применению. Одна такая установка передана сотрудникам АФИ для проведения исследований. 

Кроме того, в прошлом году ученые АФИ и СПбГЭТУ “ЛЭТИ” подготовили национальный стандарт ГОСТ Р59603-2021 «Семена сельско-хозяйственных культур. Методы цифровой рентгенографии». ГОСТ вступил в действие 1 января 2022, он призван простимулировать развитие отечественной семенной базы, обеспечить устойчивый рост российского зернопроизводства и уменьшить зависимость российских сельхозпроизводителей от зарубежных поставщиков.