Assessment of impact of coherent light on resistance of plants growing in unfavourable environmental conditions

• Autorzy: Śliwka M

Identyfikatory

DOI

10.12911/22998993.1094987

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of experiments on the effect of the coherent light emitted by lasers on plant material show that properly selected laser stimulation parameters, such as: wavelength, power, time and type of exposure, allow to obtain a greater growth of plant biomass, changes in the content of elements in the biomass and increasing plant resistance to unfavorable environmental conditions. The aim of this study was to determine the effect of laser stimulation on selected plant species (Iris pseudoacorus L., Lemna minor L.) to increase their resistance to low temperatures and the ability to adapt to an environment polluted by mining activities (Phelum pratense L.). Plants from experimental groups (Iris pseudoacorus L., Phelum pratense L., Lemna minor L.) were stimulated with coherent light with specific characteristics. To irradiate plants from experimental groups different algorithms of stimulation parameters, differentiating the method and time of exposure were used. Plants group without the stimulation, were the reference group. The article discusses the results of preliminary experiments carried out on a laboratory scale and pot experiments.

Słowa kluczowe

EN

laser stimulation; biostimulation; plants resistance; stress factors; ecological valence

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej ; Lublin University of Technology
• Czasopismo: Journal of Ecological Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 15, nr 2
• Strony: 112--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Śliwka M

• Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Faculty of Mining and Geoengineering, AGH University of Science and Technology in Krakow, 30 Al. Mickiewicza Ave., 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Aladjadjiyan A. 2007. The use of physical methods for plant growing stimulation in Bulgaria. J. Cent. Eur. Agric., 8(3): 369–380.
• 2. Bryszewska M., Leyko W. 1997. Biofizyka dla biologów. Wyd. PWN Warszawa.
• 3. Ćwintal M. 2010. Wpływ zapraw nasiennych i stymulacji laserowej nasion na wschody oraz strukturę łanu i plonowanie koniczyny czerwonej w roku siewu. Ann. UMCS, Sec. EE, LXV(4): 84–93.
• 4. Dobrowolski J.W. 2002. Zastosowanie biostymulacji laserowej w ekoinżynierii i ekorozwoju. Inż. Ekol., 6: 194–196.
• 5. Dobrowolski J.W., Różanowski B. 1998. The influence of laser light on accumulation of selected macro, trace and ultra trace elements by some plants. Microelements and trace elements. [In:] Mengen- und Spurenelemente, Arbeitstagung 18, Verlag Harald Schubert, Leipzig, 147–156.
• 6. Dobrowolski J.W., Różanowski B., Zielińska A., Budzyński M., Walczak P. 1995. Próby zastosowania biostymulacji laserowej w celu przyspieszenia wzrostu niektórych gatunków roślin i rekultywacji terenów silnie skażonych. II Kraj. Konf. Nauk. Las-Drewno-Ekologia, 20–22 czerwca, PAN, Poznań, 25–29.
• 7. Dobrowolski J.W., Śliwka M., Mazur R. 2012. La-ser biotechnology for more efficient bioremedia-tion, protection of aquatic ecosystems and reclamation of contaminated areas. J. Chem. Technol. Biot. B, 87(9): 1354–1359.
• 8. Drozd D., Szajsner H. 2001. Promienie lasera jako czynnik fizyczny stymulujący wartość użytkową nasion. Acta Agrophys., 58: 71–79.
• 9. Drozd D., Szajsner H., Bielecki K. 2003. Wpływ światła lasera na aktywność alfa-amylazy w zi-arniakach różnych genotypów pszenżyta. Biul. IHAR, 226/227(1): 177–180.
• 10. Friedman H., Lubart R. 1993. Nonlinear photo-stimulation: The mechanism of visible and infrared laser-induced stimulation and reduction of neural excitability and growth. Laser Therapy, 5(1): 30–42. 11. Góral S. 2001. Roślinność zielna w ochronie i rekultywacji gruntów. Inż. Ekol., 3: 161–178.
• 12. Gosh S., Bupp S. 1992. Stimulation of biological up-take of heavy metals. Water Sci. Technol., 26: 227–236.
• 13. Inyushin W.M. 1977. Laser technology in agricultural services. An attempt of using a new op-ticquantum generator. Nowe Rolnictwo, 21/22: 21–26 (in Polish).
• 14. Inyushin W.M., Iliasov G.U., Fedorowa N.N. 1981. Laser light and crop. Kainar Publication, Ałma Ata. 1981, 210: 165–168 (in Russian).
• 15. Jakubiak M. 2012. Degraded lands biological reclamation using modern methods of stimulating the growth of selected varieties of willows (Salix sp.). Pol. J. Environ. Stud., 21(5A): 129–133.
• 16. Jakubiak M., Gdowska K. 2013. Innovative envirommental technology applications of laser light stimulation. Enеrgеtika і аwtоmаtikа, 3: 14–21.
• 17. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeo-chemia pierwiastków śladowych. Wyd. PWN, Warszawa.
• 18. Kacharava N., Chanishvili S., Badridze G., Chkhu-bianishvili E., Janukashvili N. 2009. Effect of seed irradiation on the content of antioxidants in leaves of kidney bean, cabbage and beet cultivars. Austra-lian J. Crop Sci., 3(3): 137–145.
• 19. Karlander E.P., Krauss R.W. 1968. The laser as a light source for the photosynthesis and growth of Chlorella vannielii. Biochim. Biophys. Acta, 153(1): 312–314.
• 20. Khalifa N.S., El Ghandoor H. 2011. Investigate the effect of Nd-Yag Laser Beam on soybean (Glycine max) leaves at the protein level. Intern. J. Biology, 3(2): 135–144.
• 21. Kopcewicz J., Lewak S. 2007. Fizjologa roślin. PWN, Warszawa.
• 22. Koper R. 1994. Pre-sowing laser biostymulation of seeds of cultivated plants and its results in agrotechnics. Int. Agrophys., 8(4): 593–596.
• 23. Prośba-Białczyk U., Szajsner H., Grzyś E., Demczuk A., Sacała E., Bąk K. 2013. Effect of seed stimulation on germination and sugar beet yield. Int. Agrophys., 27: 195–201.
• 24. Ritambhara S., Girjesh K. 2013. Biostimulating effect of laser beam on the cytomorphological aspects of Lathyrus sativus L. Annals Plant Sci., 02(05): 141–148.
• 25. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi, które określa dopuszczalne wartości stężeń zanieczyszczeń w glebie lub ziemi. Dz.U. 2002, Nr 165, poz. 1359.
• 26. Śliwka M. 2005. Wykorzystanie biostymulacji laserowej roślin do zwiększenia przyrostu ich biomasy oraz zdolności bioremediacyjnych. [In:] Obieg pierwiastków w przyrodzie, Monografia, 3: 637–640.
• 27. Śliwka M. 2007. Zastosowanie stymulacji laserowej wybranych gatunków hydrofitów do zwięk-szenia ich zdolności bioremediacyjnych. Rozprawa doktorska, Wydz. GGiIŚ, AGH Kraków, 242 p. (online: http://winntbg.bg.agh.edu.pl/rozprawy/9951/full9951.pdf)
• 28. Śliwka M., Jakubiak M. 2007. Wpływ stymulacji laserowej na zwiększenie przyrostu biomasy oraz zdolności bioremediacyjnych roślin wykorzystywanych w hydrofitowych oczyszczalniach ścieków. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 33: 103–107.
• 29. Śliwka M., Jakubiak M. 2009. The application of the innovative biotechnology in hydrobotanical wastewater treatment plants. Pol. J. Environ. Stud., 18(3A): 445–449.
• 30. Śliwka M., Jakubiak M. 2010. Application of laser biotechnology for more efficient phytoremediation of biogenic elements. Ecol. Chem. Eng. A, 17(2– 3): 297–303.
• 31. Śliwka M., Jakubiak M. 2010. Application of laser stimulation of some hydrophytes species for more efficient biogenic elements phytoremediation. Proceedings of Ecopole, 4(1): 205–211.
• 32. Szajsner H., Drozd D., Błażewicz J. 2008. Wpływ stymulacji laserowej nasion na kształtowanie cech morfologicznych siewek i wielkość siły diastatycznej form żyta i pszenżyta. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, 250: 177–187.
• 33. Wilczek M., Ćwintal M. 2009. Ocena możliwości poprawy wartości siewnej nasion koniczyny czerwonej poprzez zastosowanie przedsiewnej stymulacji laserowej. Acta Agrophys., 14(1): 221–231.
• 34. Wilczek M., Ćwintal M., Kornas-Czuczwar B., Koper R. 2006. Wpływ laserowej stymulacji nasion na plonowanie di- i tetraploidalnej koniczyny czerwonej w roku siewu. Acta Agrophys., 8(2): 527–536.
• 35. Zare N., Sadat Noori S.A., Kholgh Sima N.A.K., Mortazavian S.M.M. 2014. Effect of laser priming on accumulation of free proline in spring durum wheat (Triticum turgidum L.) under salinity stress. Int. Trans. J. Eng. Manag. Sci. Tech. 5(2): 119-130.
• 36. Zielińska-Loek A. 2002. Ocena możliwości wykorzystania fotostymulacji laserowej roślin do proekologicznego zagospodarowania rejonów dróg. Praca doktorska, Wydz. GGiIŚ, AGH Kraków, 173 p.