Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосевной обработки семян рыжика электромагнитным полем сверхвысокой частоты

Изобретение относится к сельскому хозяйству в области растениеводства, в частности к способам предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) масличных культур, в частности, семян рыжика.

Известен способ предпосевной обработки семян (патент РФ №2304372, А01С 1/00, 20.07.2008), включающий увлажнение семян и их обработку в электромагнитном поле, при этом семена увлажняют водой с температурой 24°С в течение 10 минут при соотношении семена:вода 4:1 соответственно, затем семена обрабатывают в ЭМП СВЧ с мощностью 540 Вт, экспозиции 60-90 с при конечной температуре семян 46,5-52,3°С (прототип).

Недостатком данного способа является низкая всхожесть семян рыжика и недостаточно высокая степень их обеззараживания от семенных инфекций при указанном в прототипе режиме предпосевной обработки семян в ЭМП СВЧ.

Задача изобретения - повышение посевных качеств семян рыжика и их обеззараживание от семенных инфекций.

Технический результат, в отличие от прототипа, достигается тем, что способ предпосевной обработки семян рыжика электромагнитным полем сверхвысокой частоты включает предварительное увлажнение семян и обработку их электромагнитным полем сверхвысокой частоты, при этом предварительно увлажненные семена до влажности 20,0% обрабатывают электромагнитным полем сверхвысокой частоты с удельной мощностью 2548 Вт/дм³ и экспозицией обработки 30 с до конечной средней температуры семян 49,9°С.

Семенные инфекции представляют чрезвычайную опасность для семян рыжика. Если не вести с ними борьбу, они способны на 30-45% снизить урожай семян, а в годы эпифитотий - полностью его уничтожить, нанося огромный экономический ущерб.

Отдельные виды фузариозов способны выделять вредные для здоровья человека и домашних животных токсины. Пораженные ими семена совершенно не пригодны для использования в продовольственных и фуражных целях.

Согласно идее тепловой стимуляции для улучшения посевных качеств семян их необходимо нагреть на определенную (допустимую) температуру за определенное время. Предварительные исследования показывают, что на посевные качества, обеззараживание от семенных инфекций и урожайность семян оказывают влияние такие показатели, как удельная мощность ЭМПСВЧ, экспозиция нагрева семян, конечная температура семян, обработанных в СВЧ-поле.

Закладка лабораторных опытов: перед обработкой в ЭМПСВЧ семена увлажнялись в течение 2,5 минут до влажности 20,0%. Предварительно увлажненные семена рыжика помещали в камеру микроволновой печи, где при разных режимах производилось прогревание и обеззараживание семян от семенных инфекций. Анализ семян на определение биологической эффективности режимов предпосевной обработки в ЭМП СВЧ и посевных качеств проводили с помощью биологического метода (метод влажных камер) в чашках Петри, в которые предварительно укладывали 2 слоя фильтровальной бумаги, смоченной до уровня наименьшей влагоемкости, на нее укладывали по 100 семян, прошедших обработку в ЭМП СВЧ при разных режимах, затем чашки Петри помещали в термостат. Учеты проводили через 7 суток.

Устанавливалась лабораторная всхожесть семян и их зараженность семенной инфекцией. В процессе экспериментов определяли конечную среднюю температуру семян после их обработки в ЭМП СВЧ.

В соответствии с допустимой температурой нагрева семян выбиралось сочетание диапазона и удельной мощности Р_уд (Вт/дм³) ЭМП СВЧ за время, равное 30-90 с, при различных сочетаниях мощностей семена нагреваются температуры от 27,5 до 79,5°С, допустимая влажность семян до обработки в ЭМП СВЧ равна 20,0%.

Таким образом, вышеизложенное позволяет выделить два основных фактора воздействия на конечную температуру семян и принять следующие пределы их изменения:

x₁ (τ) - 30-90 - экспозиция обработки, с;

х2 (Р_уд) - 509-2548 - удельная мощность ЭМПСВЧ, Вт/дм³.

Для определения всхожести семян рыжика, подвергнутые воздействию ЭМП СВЧ семена, закладывались на проращивание в день обработки. Опыт по определению влияния ЭМП СВЧ на лабораторную всхожесть семян рыжика проводился согласно матрицы активного планирования Кона (Ко2) и состоял он из девяти вариантов и десятого контроля (семена не обрабатывались в поле сверхвысокой частоты). Полученные результаты приведены в таблице.

В опытах (варианты 1, 2, 3) применены режимы (максимальная удельная мощность 2548 Вт/дм, время экспозиции от 30 до 90 секунд. При этом средняя температура нагрева семян достигла 49,9 - 60,3 - 79,5°С соответственно, что губительно действует на семенные инфекции, при этом наблюдается лабораторная всхожесть 71 - 52,5 - 44% соответственно.

При обработке предварительно увлажненных семян до 20,0% влажности в ЭМП СВЧ при максимальной удельной мощности его 2548 Вт/дм³ и минимальной экспозиции 30 с (вариант 3) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 71%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 16%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 33,33%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 17,24%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 29,63%).

При обработке предварительно увлажненных семян рыжика на 20,0% влажности обработке в ЭМП СВЧ при максимальной удельной мощности 2548 Вт/дм³ и экспозиции 60 с (вариант 2) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 52,5%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 25,6%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 100%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 36,21%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 51,85%.

При обработке предварительно до 20,0% увлажненных семян рыжика в ЭМП СВЧ при максимальной удельной мощности 2548 Вт/дм³ и экспозиции 90 с (вариант 1) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 44%>;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 47,20%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 100%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 48,28%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 92,59%.

Понизив режимы воздействия (варианты 7, 8, 9) до минимальной удельной мощности ЭМП СВЧ 509 Вт/дм³, времени экспозиции 30-90 с, получили температуру нагрева семян от 27,5 - 30,2 - 33,7°С соответственно. Это изменение не приводит к проявлению эффекта стимуляции семян - всхожесть остается практически не изменой по сравнению с контролем и составляет 62 - 63 - 62,5% соответственно.

При минимальной удельной мощности ЭМП СВЧ 509 Вт/дм³ и экспозиции 30 с (вариант 9) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 62%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 3,2%;

- перноспороз - не происходит обеззараживание на 0%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 5,17%;

- бактериоз - происходит стимуляция инфекции на 7,41%.

При минимальной удельной мощности ЭМП СВЧ 509 Вт/дм³ и экспозиции 60 с (вариант 8) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 62,5%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 10,4%;

- перноспороз - режим не оказывает влияния на инфекцию 0%;

- белая гниль - происходит стимуляция инфекции на 3,45%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 7,41%,

При минимальной удельной мощности ЭМП СВЧ 509 Вт/дм³ и экспозиции семян рыжика 90 с (вариант 7) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 63%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 11,2%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 22,22%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 1,72%;

- бактериоз - происходит стимуляция инфекции на 7,41%,

Следовательно, из экспериментальных данных следует, что режим не оказывает влияние на всхожесть семян рыжика после их обработки в ЭМП СВЧ при минимальной удельной мощности 509 Вт/дм³ - происходит незначительное обеззараживание семян рыжика от возбудителей семенной инфекции, а вариантах 7 и 8 стимулируются инфекции.

При обработке предварительно увлажненных семян до 20,0% влажности в ЭМП СВЧ при средней удельной мощности его 1529 Вт/дм³ и экспозиции 30 с (вариант 6) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 63%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 8%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 22,22%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 6,9%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 18,52%.

При обработке предварительно увлажненных семян рыжика на 20,0% влажности в ЭМП СВЧ при удельной мощности 1529 Вт/дм³ и экспозиции 60 с (вариант 5) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 65%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 11,2%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 27,78%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 13,79%;

- бактериоз - происходит обеззараживание на 11,11%.

При обработке предварительно до 20,0% увлажненных семян рыжика, в ЭМП СВЧ при удельной мощности 1529 Вт/дм³ и экспозиции 90 с (вариант 4) наблюдается:

- лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 55%;

- альтернариоз - происходит обеззараживание на 19,20%;

- перноспороз - происходит обеззараживание на 88,89%;

- белая гниль - происходит обеззараживание на 32,76%

- бактериоз - происходит обеззараживание на 48,15%,

Итак, эффективным режимом способа предпосевной обработки семян рыжика электромагнитным полем сверхвысокой частоты является предварительно увлажненные семена рыжика до 20,0% влажности, режим обработки - удельная мощность ЭМП СВЧ 2548 Вт/дм³, экспозиция 30 с, конечная средняя температура нагрева семян 49,9°С, при этом лабораторная всхожесть семян рыжика составляет 71%, т.е. всхожесть семян увеличивается на 14,5% по сравнению с контролем, обеззараживание семян происходит от: альтернариоз - на 16%, перноспороз - на 33,33%, белая гниль - на 17,24%, бактериоз - на 29,63%.

Проведенные полевые опыты подтвердили выводы лабораторных испытаний. Способ может быть легко использован в сельскохозяйственном производстве.