Jan W Dobrowolski

1. REALNE PERSPEKTYWY ZASTOWANIA
BIOTECHNOLOGII LASEROWEJ DO LEPSZEGO
ZAGOSPODAROWANIA ZDEGRADOWANYCH
TERENÓW EKOLOGICZNEJ PROFILAKTYCE
ZAGROŻEŃ ZDROWIA ORAZ
W BIOLOGII ROZRODU
Jan W. DOBROWOLSKI
AGH, WAAS, Konsorcjum
Uniwersytetu Światowego , Miedzyuczelniany Zespół
Zrównoważonego Rozwoju i Ekoinnowacji
E-mail: dobrowol@agh.edu.pl

2. Material and methods:
The material for laser photosimulation :
- cuttings of willows Salix viminalis
(subspecies Rapp) strains introduced in the text,
Salix acutifolia ,S.dasyclados,S.amygdalina,
- roots of Virginian Malva (Sida hermaphrodita),
- Duckweed (Lemna minor),
-roots of great miscant Mascanthus x giganteus
The sources of coherent light:
- He-Ne laser / type HNA-188-S,produced by Carl Zeiss Jena /, (wave length 632.8
nm , power 2 W m) ,
- Argon (Ar) laser / type ILA-120, Carl Zeiss Jena/ wave length 514 nm , power 2 W
m-2 )
- laser diodes:wave lenght =473nm and power 20 mW, Changung NIOT, wave length
=532nm and power 5 mW, wave length =660 nm and power 21.9 mW, wave
length =632nm and power 3mW, wave length =670nm and power 300mW
- impulse medical laser, Type D 68-1,wave length =670nm, power 20mW, energy
120J produced by Marp Eletcronic

3. Wieloletnie badania interdyscyplinarne
zainicjowane i koordynowane przez
autora dowodzą mozliwosci
następujących innowacyjnych
zastosowań bardzo skutecznej i
relatywnie taniej biotechnologii
laserowej:

4.  Do bardziej efektywnego oczyszczania ścieków
przy użyciu roślin wodnych [z uwzględnieniem
zwiększenia odporności na hipotermie
w okresie zimy i koincydencji różnego rodzaju
zanieczyszczeń], oraz do znacznie lepszej
biodegradacji zanieczyszczeń ropo-pochodnych
w tym rakotwórczych WWA, oraz rekultywacji
gruntów zarówno skażonych węglowodorami jak
metalami Cd, Pb, Ni itd., oraz do zwiekszenia
produkcji biomasy na zrekultywowanych
nieużytkach i w uprawach energetycznych.

5.  Przyspieszenia formowania
ochronnych wysokich żywopłotów
wzdłuż głównych dróg (w tym
autostrad), oraz pnączy w celu
ograniczenia rozprzestrzeniania się
zanieczyszczeń motoryza-cyjnych
wraz z ocena skuteczności przy
użyciu wypróbowanej niedrogiej
metody monitoring zanieczyszczeń
powietrza.

6.  dla prawidłowej reprodukcji Do
ochrony odpowiedniego stanu
środowiska szczególnie wrażliwych
na zanieczyszczenia gatunków i
innych składników ekosystemów
wodnych z zastosowaniem
szczególnie czułych kryteriów
biologicznych (w tym embriologii
doświadczalnej oraz komputerowej
analizy obrazu) .

7.  Do stymulacji produkcji enzymów i
hormonów przez jajniki, oraz do
podwyższenia przeżywalności i
aktywności plemników różnych
gatunków ssaków stosowanych do
sztucznej inseminacji po
kriokonserwacji.

8. The application of laser biostimulation of Salix viminalis
(A. Zielinska-Loek)
K control-unirradiated, Ar- Ar laser treated willow plants and leaves

9. Comparison of the plants' size
(Lemna minor)
exposure no exposure
Use of image analysis - Aphelion
(M. Śliwka)

10. control group - no exposureexposition on Argonium laser
exposition on laser diode
The application of laser
biostimulation of duckweed
(Lemna minor)
(M.Śliwka)

11. Increase of biomass of duckweed (Lemna minor)
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
14000000
IX 2004 XII 2004 IV 2005
liczbaroslin Porównianie przyrostu biomasy
w grupach doswiadczlanych
laser Ar

12. Concentration of trace
elements in biomass
of Lemna minor
Trace elements:
Experimental groups:
Ar laser =514
nm
Laser diode
=660 nm
Control group
Zn [mg/g] 0.27 0.25 0.48
Ni [µg/g] 7.68 5.03 8.63
Cd [µg/g] 0.53 0.34 0.62
(M. Śliwka)
The laser stimulation of duckweed (Lemna
minor) causes bigger growth of biomass, in
comparison to control groups, the increase or
reduction of trace elements (Zn, Cd, Ni)
concentration in plant tissues as well as the
increase of phytoremediation abilities.

13. Experimental groups of Salix viminalis 1154:
•G1. Control group: unirradiated,
•G2. Laser diode: exposition time 3x30 s., wave length: 532 nm
(all seedlings were exposed),
•G3. Impulse medical laser: exposition time 3x3 s., wave length:
670 nm (every leaf-bud were exposed),
•G4. Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave length:
670 nm (all seedlings were exposed),
Experimental groups of Salix viminalis Turbo:
•T1. Control group: unirradiated,
•T2. Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave length:
670 nm (all seedlings were exposed).
(M. Jakubiak)

14. 2,73
6,90
4,78
12,43
6,05
10,82
5,72
15,99
6,23
16,87
13,67
27,18
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
[Group]G1 G2 G3 G4 T1 T2
[ % ]
Growth of willows biomass
Growth root mass [%] Growth shoot mass [%]

15. G4 - Cuttings of Salix viminalis var. gigante,
irradiated group by impulse medical laser:
exposition time 3x30 s.(all seedlings were
exposed). After 25 days grown in hydroponic
cultivation under saline stress (2%).
G1 - cuttings of Salix viminalis var.
gigante - control group. After 25
days grown in hydroponic cultivation
under saline stress (2%).
The research included willow cuttings of Polish strains of Salix viminalis
created at The Chair of Plant Breeding and Seed Production of The
University of Warmia and Mazury, Olsztyn: Turbo, Start, Sprint as well as
Sweedish Salix dasyclados Loden and also more popular genotypes of
Salix viminalis 1154 and Salix amygdalina.
(M. Jakubiak)

16. T2 - Cuttings of Salix viminalis Turbo,
group irradiated by impulse medical
laser: exposition time 3x30s. (all
seedlings were exposed).
T1 - Cuttings of Salix viminalis
Turbo, control grup
Salix viminalis Turbo after 25 days grown in hydroponics cultivation
under saline stress (2%).

17. Willow (Salix viminalis)
Control group
LM =670 nm DZ =532 nm

18. Control group
LM =660 nm DZ =532 nm

19. 3,57
10,07
13,77
0,00
5,00
10,00
15,00
[cm]
Średni przyrost pędów w grupie
Salix vyminalis Turbo
K DZ LB
3,33
17,40
10,90
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
[cm]
Średni przyrosty pędów w grupie
Salix viminalis Sprint
K DZ LB
K - Control group,
DZ – Laser diode: exposition time 3x30 s., wave length: 532 nm
LM – Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave
length: 670 nm (all seedlings were exposed).
Length of shoots after 53 days of growth

20. The application of laser biostimulation of Sida hermaphrodita
Anna Ślązak
Experimental group
Control group

21. Zastosowania Biotechnologii
Laserowej do stymulacji reprodukcji
zwierząt
• Badania podstawowe dla pobudzenia
• Syntezy określonych enzymów
np..dehydrogenezy sterydowej, oraz
• Hormonów np.. Estrogenów w hodowli in
vitro warstwy korowej janika swini
• z Gregoraszczuk i |Galasem.

22. Zastosowanie Biotechnologii
Laserowej w stymulacji rozrodu
• Optymalizacji fotostymulacji plemników buhaja i
knura po kriokonserwacji w ciekłym azocie wraz
z ocena wpływu na ruchliwośc plemników, oraz
poziom ATP oraz emisje fotonów wraz z
zespołem Laszczki, Sławińskiego i Gumińskiej
[AGH, Instytut Zootechniki Zaklad Biologii
Rozrodu, AP, AM].
• Perspektywy zastosowania w hodowli
• oraz ochronie zagrożonych gatunków zwierząt.

23. Zastosowania BIOTECHNOLOGII LASEROWEJ
do promocji ZROWNOWAZONEGO ROZWOJU
• Do poprawy stanu srodowiska w tym
rekultywacji i oczyszczania sciekow
połączonej z wykorzystaniem zwiekszonej
w ten sposob biomasy do produkcji
Bioenergii –jako OZE.
• Do ekologicznej profilaktyki
srodowiskowych czynnikow ryzyka oraz
rozwoju gospodarki rolnej i hodowlanej.
• i tworzenia Nowych Miejsc Pracy.