scbookБиология растений и садоводство: теория, инновацииPlant Biology and Horticulture: theory, innovation2712-7788Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”10.36305/2712-7788-2021-3-160-86-95scbook-643Research ArticleСЕМЕНОВОДСТВО И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙSEED PRODUCTION AND PLANT BREEDINGРАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КАЧЕСТВА СЕМЯН ОВОЩНЫХ КУЛЬТУРDevelopment of computer program for automatic X-ray analysis of quality of vegetable seedsМусаевФ. Б.MusaevF. B.

Мусаев Фархад Багадыроглы

Московская обл., 143080, Одинцовский район, пос. ВНИИССОК, Селекционная, 14

musayev@bk.ruБелецкийС. Л.BeletskiyS. L.

Белецкий Сергей Леонидович

111033, г. Москва, Волочаевская ул., д. 40, корп. 1

info@niipkh.rosreserv.ruПотраховН. Н.PotrakhovN. N.

Потрахов Николай Николаевич

197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д. 5

prini@mail.ruФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства»Russian FederationФГБУ «Научно-исследовательский институт проблем хранения Росрезерва»Russian FederationФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина)»Russian Federation20210911202101608695Copyright © Мусаев Ф.Б., Белецкий С.Л., Потрахов Н.Н., 20212021Мусаев Ф.Б., Белецкий С.Л., Потрахов Н.Н.Musaev F.B., Beletskiy S.L., Potrakhov N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://scbook.elpub.ru/jour/article/view/643

Традиционные морфометрические методы анализа качества семян хотя и отличаются точностью, но менее информативны, трудоемки и длительны в исполнении. В современных условиях в семеноведении и семенном контроле требуется применение более информативных и скоростных инструментальных методов. Метод микрофокусной рентгенографии семян является одним из них, он позволяет визуализировать внутреннюю структуру семян. В совместной работе сотрудников Федеральный научный центр овощеводства, Агрофизического НИИ и СПб государственного электротехнического университета, НИИ проблем хранения Росрезерва разработан и апробирован метод рентгенографического анализа качества семян овощных культур. В настоящее время ведется программирование, автоматизация данного метода. В замену ранее применяемого визуального анализа рентгенограмм семян приходит способ цифрового анализа рентгеновских изображений в автоматическом режиме. Разработан и апробирован модернизированный программно-аппаратный комплекс, составлен алгоритм работы программы, состоящий из нескольких этапов. В результате значительно ускоряется анализ качества семян, путем визуализации их внутренней структуры. Вновь разрабатываемая компьютерная программа «Сортсемконтроль-2» распознает семена по следующим качественным показателям: полноценные, недовыполненные, невыполненные, уродливые. Результаты анализа автоматически выдаются в виде протокола. Также проводится фракционный анализ партии семян, дается размерная характеристика каждой фракции, по двум наибольшим смежных фракциям, определяется выравненность партии семян. Фракционный анализ партии семян имеет большое практическое значение для предпосевной подготовки семян. В перспективе, применение компьютерной программы «Сортсемконтроль-2» обеспечит ускоренный, в то же время информативный анализ качества семян, что очень важно в условиях коммерциализации оборота семян.

Traditional morphometric methods of seed quality analysis, although they are accurate, are less informative, labor-intensive and long-term in execution. In modern conditions, in seed science and seed control, the use of more informative and high-speed instrumental methods is required. The method of microfocus X-ray of seeds is one of them, it allows you to visualize the internal structure of seeds. In the joint work of employees of the Federal Scientific Vegetable Center, Agrophysical Research Institute and St. Petersburg State Electrotechnical University, Research Institute for Storage Problems of "Rosrezerv", a method of X-ray analysis of the quality of vegetable seeds was developed and tested. Currently, programming, automation of this method is underway. The method of digital analysis of X-ray images in automatic mode comes as a replacement for the previously applied visual analysis of seed radiographs. A modernized software and hardware complex was developed and tested, a program algorithm was compiled, consisting of several stages. As a result, the quality analysis of seeds is significantly accelerated by visualizing their internal structure. The newly developed computer program "Sortsemkontrol-2" recognizes seeds according to the following qualitative indicators: full-value, underdevelopment, undevelopment, monstrous. The analysis results are automatically reported as a log. The fractional analysis of the seed batch is also carried out, the dimensional characteristic of each fraction is given, according to the two largest adjacent fractions, the equalization of the seed batch is determined. Fractional analysis of a batch of seeds is of great practical importance for pre-production of seeds. In the future, the application of the computer program "Sortsemkontrol-2" will provide an accelerated, at the same time informative analysis of the quality of seeds, which is very important in the conditions of commercialization of seed turnover.

Семенарентгенографиярентгенснимокцифровой анализвыполненность семяндефектыпротоколSeedsX-ray analysisradiographydigital analysisseed performancedefectsprotocolReferencesАрхипов М.В., Потрахов Н.Н. Микрофокусная рентгенография семян в селекции, семеноводстве и защите растений // IV Лужские научные чтения. Современное научное знание: теория и практика. Материалы международной научно-практической конференции. 2016. С. 53-55.Архипов М.В., Потрахов Н.Н. Микрофокусная рентгенография семян в селекции, семеноводстве и защите растений // IV Лужские научные чтения. Современное научное знание: теория и практика. Материалы международной научно-практической конференции. 2016. С. 53-55.Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Иванова М.И., Бухарова А.Р., Фефелов Ф.О., Разин О.А., Разин А.Ф. Линейные размеры морфологических элементов семени укропа как показатели разнокачественности //Аграрный научный журнал. 2018. № 11. С. 3-7.Бухаров А.Ф., Балеев Д.Н., Иванова М.И., Бухарова А.Р., Фефелов Ф.О., Разин О.А., Разин А.Ф. Линейные размеры морфологических элементов семени укропа как показатели разнокачественности //Аграрный научный журнал. 2018. № 11. С. 3-7.Желудков А.Г., Белецкий С.Л., Потрахов Н.Н. Комплексное решение задач автоматизации рентгенографического метода анализа качества семян и зерна злаковых культур // Хлебопродукты. 2016. № 5. С. 58-61.Желудков А.Г., Белецкий С.Л., Потрахов Н.Н. Комплексное решение задач автоматизации рентгенографического метода анализа качества семян и зерна злаковых культур // Хлебопродукты. 2016. № 5. С. 58-61.Курбанов М.Р. Рентгенография семян с увеличенным изображением // Бюллетень ГБС АН СССР. 1984. Вып. 133. С. 97-101.Курбанов М.Р. Рентгенография семян с увеличенным изображением // Бюллетень ГБС АН СССР. 1984. Вып. 133. С. 97-101.Мусаев Ф.Б., Антошкина М.С., Архипов М.В., Великанов Л.П. Рентгенографический анализ качества семян овощных культур: Методические указания. М.-СПб., 2015. 42 с.Мусаев Ф.Б., Антошкина М.С., Архипов М.В., Великанов Л.П. Рентгенографический анализ качества семян овощных культур: Методические указания. М.-СПб., 2015. 42 с.Мусаев Ф.Б. Научно-практические аспекты совершенствования контроля качества семян овощных культур. Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук / ФБГНУ ФНЦО, п. ВНИИССОК Одинцовского района Московской области, 2018. 479 с.Мусаев Ф.Б. Научно-практические аспекты совершенствования контроля качества семян овощных культур. Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук / ФБГНУ ФНЦО, п. ВНИИССОК Одинцовского района Московской области, 2018. 479 с.Потрахов Н.Н., Белецкий С.Л., Архипов М.В. Аппаратно-программный комплекс для контроля качества зерна на основе передвижной рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 // Таврический вестник аграрной науки. 2018. № 4 (16). С. 152-159.Потрахов Н.Н., Белецкий С.Л., Архипов М.В. Аппаратно-программный комплекс для контроля качества зерна на основе передвижной рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 // Таврический вестник аграрной науки. 2018. № 4 (16). С. 152-159.Ткаченко К.Г., Староверов Н.Е., Варфоломеева Е.А., Капелян А.И., Грязнов А.Ю. Рентгенографический метод контроля качества орешков видов рода Rosa L. интродуцированных в ботаническом саду Петра Великого // Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН. 2019. № 21. С. 39-57.Ткаченко К.Г., Староверов Н.Е., Варфоломеева Е.А., Капелян А.И., Грязнов А.Ю. Рентгенографический метод контроля качества орешков видов рода Rosa L. интродуцированных в ботаническом саду Петра Великого // Бюллетень Ботанического сада-института ДВО РАН. 2019. № 21. С. 39-57.Ткаченко К.Г., Староверов Н.Е., Грязнов А.Ю. Рентгенографическое изучение качества плодов и семян // Hortus Botanicus. 2018. Т. 13. С. 52-66.Ткаченко К.Г., Староверов Н.Е., Грязнов А.Ю. Рентгенографическое изучение качества плодов и семян // Hortus Botanicus. 2018. Т. 13. С. 52-66.Baskin J.M., Lu J.J., Baskin C.C., Tan D.Y. The necessity for testing germination of fresh seeds in studies on diaspore heteromorphism as a life-history strategy // Seed Science Research. 2013. Vol. 23 (Iss. 2). Р. 83-88.Baskin J.M., Lu J.J., Baskin C.C., Tan D.Y. The necessity for testing germination of fresh seeds in studies on diaspore heteromorphism as a life-history strategy // Seed Science Research. 2013. Vol. 23 (Iss. 2). Р. 83-88.Bino R.J., Aartse J.W., Van Der Burg W.J. Nondestructive X-ray of Arabidopsis embryo mutants // Seed Science Research. 1993. № 3. Р. 167-1.Bino R.J., Aartse J.W., Van Der Burg W.J. Nondestructive X-ray of Arabidopsis embryo mutants // Seed Science Research. 1993. № 3. Р. 167-1.Bruggink H., Duijn van А. X-ray based seed analysis / Seed Testing International: ISTA News Bulletin. 2017. Vol. 153. Р. 45-50.Bruggink H., Duijn van А. X-ray based seed analysis / Seed Testing International: ISTA News Bulletin. 2017. Vol. 153. Р. 45-50.Demyanchuk A., Grundas S., Velikanov L. Identification of Wheat Morphotype and Variety Based on X-Ray Images of Kernels // Advances in Agrophysical Research. 2013. Ch. 10. P. 223-267.Demyanchuk A., Grundas S., Velikanov L. Identification of Wheat Morphotype and Variety Based on X-Ray Images of Kernels // Advances in Agrophysical Research. 2013. Ch. 10. P. 223-267.Grundas S., Velikanov L., Arkhipov V. Importance of wheat grain orientation for the detection of internal mechanical damage by the X-ray method // Int. Agrophysics. 1999. No 13. P. 355-361Grundas S., Velikanov L., Arkhipov V. Importance of wheat grain orientation for the detection of internal mechanical damage by the X-ray method // Int. Agrophysics. 1999. No 13. P. 355-361Narvankar D.S., Singh C.B., Jayas D.S., White N.D.G. Assessment of soft X-ray imaging for detection of fungal infection in wheat // Biosystems engineering. 2009. Vol. 103 (1). P. 49-56.Narvankar D.S., Singh C.B., Jayas D.S., White N.D.G. Assessment of soft X-ray imaging for detection of fungal infection in wheat // Biosystems engineering. 2009. Vol. 103 (1). P. 49-56.Pinto T.L.F., Cicero S.M., França-Neto J.B., Forti V.A. An assessment of mechanical and stink bug damage in soybean seed using X-ray analysis test // SeedSci. & Technol. 2009. Vol. 37. P. 110-120.Pinto T.L.F., Cicero S.M., França-Neto J.B., Forti V.A. An assessment of mechanical and stink bug damage in soybean seed using X-ray analysis test // SeedSci. & Technol. 2009. Vol. 37. P. 110-120.Porsch F. Automated seed testing by 3D X-ray computed tomography// Seed Science and Technology. 2020. Vol. 48, No 1. P. 73-8.Porsch F. Automated seed testing by 3D X-ray computed tomography// Seed Science and Technology. 2020. Vol. 48, No 1. P. 73-8.Simak M., GustaffsonА. Х-rays photography and sensibility in forest tree species // Hereditas. 1953. Vol. 39, No 4. P. 458-4.Simak M., GustaffsonА. Х-rays photography and sensibility in forest tree species // Hereditas. 1953. Vol. 39, No 4. P. 458-4.Venudevan B., Srimath P. Influence of seed polymorphism on physical, physiological and biochemical seed quality characters of endangered medicinal tree Bael (Aegle marmelos (L.) corr.) // Sci. Res. Essays. 2013. Vol. 8 (30). P. 1413-1419.Venudevan B., Srimath P. Influence of seed polymorphism on physical, physiological and biochemical seed quality characters of endangered medicinal tree Bael (Aegle marmelos (L.) corr.) // Sci. Res. Essays. 2013. Vol. 8 (30). P. 1413-1419.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.