Средство стимулирования роста сельскохозяйственных культур, преимущественно пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно растениеводству и химическим средствам, стимулирующим рост растений. Предназначено для ускорения прорастания и повышения жизнестойкости сельскохозяйственных растений, преимущественно пшеницы. Это достигается путем стимулирования процесса роста и развития злаковых культур, при котором водный раствор наночастиц железа и оксида кремния концентрацией 5*10^-5 - 10*10^-5 г/л используется при предпосевной обработке семян или вносится в почву перед посевом. Весовое соотношение наночастиц железа и оксида кремния в растворе составляет 1:1, при диаметре наночастиц 90-110 нм для железа и 25-30 нм - оксида кремния.

Эффективное влияние на рост и развитие растений оказывают стимуляторы роста и микроудобрения. В настоящее время накоплено много информации по составу препаратов или растворов, стимулирующих рост и развитие растений, транспортировка активных компонентов которых к организму растения осуществляется при предпосевной обработке семян, через внесение в почву совместно с удобрениями при обработке почв или орошении, а также при внекорневой подкормке.

Известно возбуждающее влияние ионов металлов на прорастание, питание и развитие растений. На практике используют различные источники ионов металлов, такие как, например, растворы солей металлов. Известен способ предпосевной обработки семян средством «Мегамикс» [Патент RU №2478273, опубл. 10.04.2013]. Способ характеризуется тем, что семена сельскохозяйственных культур обрабатывают композицией микроэлементов в дозах, мас. %: медь - 1,00±0,20, цинк - 0,90±0,20, магний - 1,50±0,25, кобальт - 0,04±0,005, железо - 0,20±0,03, марганец - 0,20±0,05, молибден - 0,15±0,03, бор - 0,15±0,03, селен - 0,005±0,001, вода - остальное.

Недостатком известного способа является то, что хелатные и ионные формы микроэлементов, в отличие от нанодисперсных форм, обладают низкой удельной поверхностью и проникающей способностью (Altavilla С., Ciliberto E., 2010), что вызывает агрегацию их на поверхности семян и способствуют снижению транспорта в эндосперм семени и биологической активности препарата.

Известно использование растворов коллоидных металлов для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур [пат. РФ 2056084, опубл. 20.03.96]. Способ осуществляют обработкой семян водной суспензией продуктов восстановления естественных или искусственных соединений железа в концентрации 10^-2 - 10^-5%. Данное средство обеспечивает повышение урожая культурных растений и является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению.

Недостатком способа является трудоемкая и сложная процедура приготовления раствора, исходным сырьем для которого являются отходы травильного производства металлургических комбинатов, охристая руда или свежеприготовленный раствор гидроксида железа.

Анализ доступных нам источников информации не выявил применения наночастиц железа и оксида кремния в качестве стимуляторов роста и вегетации растений. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Данное изобретение расширяет ассортимент эффективных биологически активных веществ для обработки семян и почв перед посадкой сельскохозяйственных растений.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении энергии прорастания, всхожести и повышении жизнестойкости растений, что важно в зоне рискованного земледелия.

Задача решается тем, что в заявляемом средстве используются наночастицы железа и оксида кремния, которые действуют на растения как стимуляторы и дают даже более высокий эффект, чем микроудобрения и другие биологически активные вещества. Результирующим действием стимулирующего рост и развитие растений раствора является пролонгированное действие его активных компонентов при однократной обработке семян или при внесении в почву перед посевом.

Способ разрабатывался на базе лаборатории Института биоэлементологии при ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет». При проведении эксперимента использовали наночастицы железа, которые произведены ADVANSED POWDER TECHNOLOGIES LLC. (Россия, Томск, улица Академическая, д. 8/2), размером 90-110 нм. Наночастицы оксида кремния произведены PLASMOTERM (Россия, Москва, улица Тарутинская, д. 1) характеризуются размером 25-30 нм. Для приготовления раствора стимулятора роста берут точные навески наночастиц железа и оксида кремния, помещают в стеклянные колбы с дистиллированной водой интенсивно диспергируют ультразвуком с частотой 35 кГц в течение 15 мин. Предварительные исследования показали, что наибольшей биологической активностью обладает раствор наночастиц железа и оксида кремния с весовым соотношением компонентов 1:1 (табл. 1).

Возможность реализации заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Лабораторный опыт.

Влияние предпосевной обработки семян на всхожесть и прорастание зерновых культур при использовании раствора наночастиц железа и оксида кремния. Семена мягкой яровой пшеницы сорта «Учитель» замачивают в дистиллированной воде (контроль) и в растворах с разной концентрацией действующего вещества в течение 30 минут из расчета 1 л раствора на 1 кг семян. После замачивания семена высушивают до посевной годности и хранят в бумажных пакетах. Оценка эффективности раствора проводилась согласно ГОСТ 12038-84. Результаты исследования приведены таблицах 2, 3.

Анализ табл. 2 показал, что всхожесть и скорость прорастания семян, обработанных коллоидным раствором наночастиц железа и оксида кремния, значительно возрастает по сравнению с контролем.

Пример 2. Полевой опыт.

На черноземах южных среднесуглинистого гранулометрического состава с содержанием гумуса 5,1% выращивалась культура - яровая пшеница сорта «Учитель», предшественник черный пар. Способ осуществлялся с пятикратной повторностью с общей площадью опытного участка 300 м². Перед посевом семян пшеницы почву орошали раствором с разной концентрацией наночастиц (таблицы 3, 4).

Использование раствора способствовало более интенсивному развитию подземных и подземных частей растений (табл. 3). Последующие наблюдения показали повышение полевой всхожести и выживаемости растений.