Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫБОРА СОСТАВА РАСТВОРОВ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРЕПАРАТАМИ-СТИМУЛЯТОРАМИ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к выбору состава растворов препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян.

Известен способ оценки эффективности применения препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян по урожайности растений [1] - ближайший аналог.

Недостатком данного способа является низкая производительность (в нашей природной зоне эксперименты можно проводить 1 раз в год) и дополнительная вариабельность результатов, возникающая из-за изменяющихся год от года погодных условий.

Известен способ определения энергии прорастания и всхожести зерна [2], заключающийся в проращивание семян на влажном песке. Чашки Петри наполняют увлажненным песком и разравнивают его. Затем раскладывают семена и трамбовкой вдавливают в песок на глубину, равную их толщине. Данный способ позволяет сравнивать обработанные и необработанные семена.

Основными недостатками данного способа являются, во-первых, низкая производительность при проведении экспериментов. Для большинства зерновых культур время определения прорастания составляет 3-4 суток, а всхожести 7-8 суток. Во-вторых, не удается получать результаты достаточной статистической значимости, так как испытания проводятся, как правило, в 4-х кратной повторности при использовании в одном опыте 100 зерновок. Это связано с тем, что проросшие семена надо пересчитывать, что при большом количестве семян (более 100) требует значительных трудозатрат. В-третьих, не удается в полной мере оценить посевные качества семян, так как принимается во внимание только наклевывание проростков за определенное время, а не их длина. В результате различные хорошие семена невозможно отличить между собой по посевным качествам, а значит невозможно выбрать из них лучшие.

Целью изобретения являются разработка способа выбора состава растворов при предпосевной обработке семян зерновых культур препаратами-стимуляторами прорастания семян, позволяющего получать результаты с высокой степенью достоверности, и повышение производительности труда при выборе составов растворов препаратов-стимуляторов.

Техническая сущность изобретения заключается в том, что посевные качества семян определяются их способностью производить энергию. Чем выше скорость, с которой семена производят энергию, тем выше их способность к росту и возможности противодействовать негативным факторам внешней среды. Семена производят энергию за счет расщепления ферментами запасенных питательных веществ при возникновении в них цепочки процессов: образуются и-РНК, которые обеспечивают образование ферментов, расщепляющих запасенные питательные вещества. Все процессы достаточно сложные и трудно изучаемые, но суммарным их итогом наряду с производством энергии является образование углекислого газа. Таким образом, скорость образования углекислого газа фактически характеризует скорость производства энергии при прорастании семян и дает возможность проводить градацию семян по их посевным качествам. Для этого одинаковые навески сравниваемых семян (обработанных растворами разного состава) помещают в стаканчики, засыпают песком в количестве, в 4 раза превышающем вес семян, и добавляют воду. После этого стаканчики с образцами ставят в емкости, которые герметично закрывают и выдерживают определенное время. По прошествии времени измеряют концентрацию углекислоты в емкостях с семенами, обработанными растворами препаратов-стимуляторов разного состава, и пересчитывают количество выделяющейся углекислоты на среднюю зерновку. Более высокий показатель характеризует лучшие посевные качества семян и качество используемого раствора препарата-стимулятора.

Поставленная задача решается тем, что готовят растворы препаратов-стимуляторов разного состава и обрабатывают этими растворами семена по технологии, принятой в сельском хозяйстве, помещают обработанные семена в емкости, приводят семена в контакт с водой, выдерживают семена в контакте с водой, определяют и сравнивают параметры, характеризующие прорастание семян, используя замкнутые емкости, в которые помещают навески обработанных растворами препаратов-стимуляторов разного состава семян, засыпают семена сухим песком, вес которого в 4 раза больше веса семян, и добавляют в емкости одинаковое с навесками семян количество воды, а для оценки эффективности применения растворов препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян зерновых культур разного состава используют различие в количестве углекислоты, выделившейся на одну среднюю зерновку при прорастании обработанных семян при контакте с водой при комнатной температуре за время 16-28 часов.

Преимуществом предлагаемого способа является его высокая производительность и точность. Результат можно получить через 16-28 часов, проводя испытания с тысячами семян. Увеличение количества семян не усложняет работу, так как определяют суммарный параметр, но значительно повышает точность получаемых результатов. Ошибка при 95% уровне значимости не превышает 2-5%. Ее можно снизить, увеличивая количество повторений без существенного снижения производительности труда. Это означает, что можно различать эффект от использования растворов препаратов-стимуляторов разного состава 5-10%, что ранее было невозможно.

Нижеследующие примеры раскрывают суть предлагаемого изобретения.

Пример 1

Отработка параметров методики

Параметры метода - навеска семян, навеска воды, навеска песка, время проведения эксперимента и объем емкостей связаны между собой и определяются возможностями применяемого для измерения концентрации углекислоты прибора. Мы использовали измеритель углекислоты «Testo 535». Предельная концентрация углекислоты в воздухе, измеряемая при помощи данного прибора, составляет 9999 ppm при использовании герметично закрываемых емкостей объемом 3 литра и навески семян 5 грамм, что соответствует 100-200 семенам. При проведении экспериментов при комнатной температуре предельная концентрация достигается для некоторых семян за время большее 28-30 часов.

Навеска семян - 5 грамм, объем емкостей - 3 литра и время проведения эксперимента - 1 сутки были взяты в качестве базовых параметров методики.

Для выяснения соотношения между навесками семян и воды провели эксперименты, используя в качестве критерия величину концентрации углекислоты. Связано это с тем, что и недостаток, и избыток влаги приводят к уменьшению концентрации углекислоты за счет замедления биохимических процессов. В первом случае - из-за недостатка воды, во втором случае - из-за недостатка кислорода для дыхания семян. Кроме того, при избытке воды концентрация углекислоты снижается из-за растворения углекислоты в избыточной воде. Результаты представлены в таблице 1.

Из полученных результатов видно, что максимальная концентрация углекислоты в емкости за сутки накапливается при навеске воды, равной примерно 5 г - весу семян.

Однако ошибка экспериментов была еще достаточно высока и составляла 8-12%, что мы связали с разной смачиваемостью семян. После добавления воды не удавалось «притопить» все семена и часть из них плавала по поверхности воды. Для обеспечения одинаковых условий смачивания было решено семена засыпать песком, а затем добавлять воду.

Для выбора навески песка была проведена серия экспериментов. Результаты представлены в таблице 2.

Из полученных результатов видно, что оптимальная навеска песка соответствует 20 г при использовании 5 г семян и 5 г воды.

Для проверки правильности выбора времени определения концентрации были сняты кинетические кривые - зависимость изменения концентрации углекислоты в емкости объемом 3 литра при помещении в нее 5 г семян, 5 г воды и 20 г песка. Результаты представлены на Фиг. 1.

Из полученных данных хорошо видно, что для всех культур в условиях эксперимента происходит изменение скорости выделения углекислоты. Кривые состоят из 2 участков: Начального - более пологого, на котором разные культуры мало различимы между собой, и второго - с более крутым наклоном. По прошествии 800-900 минут скорость выделения углекислоты возрастает, причем для каждой культуры наблюдается своя скорость выделения углекислоты и культуры хорошо различимы между собой по концентрациям, которые они создают в герметичных емкостях. Полученные результаты позволяют выбрать время проведения эксперимента 16-28 часов. Нижняя граница определяется сменой скорости выделения углекислоты, а верхняя - возможностями используемого прибора и необходимостью проведения экспериментов за минимальное время, а также удобством проведения экспериментов. Время одни сутки удовлетворяет всем перечисленным выше условиям.

Ошибку определения посевных качеств семян удается снизить до 2-5%, проводя опыты в семикратной повторности.

Пример 2

Оценка эффективности применения растворов различных концентраций препарата-стимулятора «Фертигрейн старт»

Испытания проводили на экспериментальном образце озимой пшеницы ФГБНУ ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова сорт «Л-15 №222». Обработку семян проводили на модели промышленно применяемого протравителя семян при расходе раствора 20 л на тонну семян. Использовали препарат «Фертигрейн старт» с просроченным на 1 год сроком годности. Стояла задача выяснить, при каких концентрациях использование препарата будет эффективно. Рекомендуемая концентрация для свежего препарата составляла 0,75-1,2 л/тонну семян.

В качестве образца сравнения использовали семена, обработанные водой при расходе 20 л на тонну семян и свежим препаратом «Фертигрейн старт» с концентрацией 1 л/тонну семян. Результаты представлены в таблице 3.

Из полученных результатов хорошо видно, что просроченный препарат даже при максимальной концентрации в растворе оказывается неэффективен. Однако увеличение концентрации препарата в растворе в 1,5 раза полностью восстанавливает эффективность применения препарата «Фертигрейн старт». Дальнейшее увеличение концентрации препарата в растворе не приводит к росту эффекта стимуляции.

Пример 3

Оценка эффективности применения растворов препарата-стимулятора «Фертигрейн старт», содержащих изопропиловый спирт

Испытания проводили на экспериментальном образце озимой пшеницы ФГБНУ ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова, сорт «Л-15 №222». Обработку семян проводили на модели промышленно применяемого протравителя семян при расходе раствора 20 л на тонну семян.

Изопропиловый спирт значительно снижает поверхностное натяжение растворов, что позволяет растворам при обработке лучше смачивать семена. Можно было предполагать, что лучшее смачивание семян может повысить эффективность применения препаратов-стимуляторов.

В качестве образца сравнения использовали семена, обработанные водой при расходе 20 л на тонну семян. Концентрация препарата «Фертигрейн старт» в растворах составляла 1 л/тонну семян. Результаты представлены в таблице 4.

Из полученных результатов хорошо видно, что введение изопропилового спирта в раствор препарата-стимулятора не оказывает положительного влияния.

Из представленных примеров хорошо видно, что предлагаемая методика позволяет выбирать составы растворов препаратов-стимуляторов для прорастания семян.

Таким образом, предлагаемый способ, используя простую высокопроизводительную методику, позволяет решать задачу выбора состава растворов препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян.

Литература

1. Христева Л.А., Галушка A.M. Эффективность применения физиологически активных гумусовых веществ для предпосевной обработки семян / Сб. научн. тр. Теория и практика предпосевной обработки семян. К.: ЮО ВАСХНИЛ, 1984. с. 16-20.

2. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.