Результат интеллектуальной деятельности: Средство стимулирования роста яровой пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно растениеводству и химическим средствам, стимулирующим рост растений. Предназначено для ускорения прорастания и увеличения урожайности сельскохозяйственных растений, преимущественно яровой пшеницы. Это достигается путем стимулирования процесса роста и развития злаковых культур, при котором водный раствор наночастиц железа и молибдена используется при предпосевной обработке семян или вносится в почву перед посевом.

Эффективное влияние на рост и развитие растений оказывают стимуляторы роста и микроудобрения. На сегодняшний момент имеется ряд данных по составу препаратов или композиций, стимулирующих рост и развитие растений, при этом транспортировка активных компонентов которых к растительному организму осуществляется при предпосевной обработке семян, через внесение в почву совместно с удобрениями при обработке почв или орошении, а также при внекорневой подкормке.

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.

Известен способ повышения продуктивности ярового рапса, включающий предпосевную обработку семян микроэлементами. Способ характеризуется тем, что на фоне удобрения N45P45K45 семена перед посевом замачивают в водном растворе углекислого лития в концентрации 0,01% при экспозиции 6 часов. Способ позволяет значительно увеличить продуктивность ярового рапса [Патент RU 2637218, опубл. 01.12.2017].

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

Известно, что воздействие ростовых стимуляторов на растительные клетки, в качестве которых могут выступать наночастицы, состоит в том, что все эти вещества влияют, прежде всего, на коллоидно-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость) и усиливают поступление воды и растворенных веществ в клетки растения.

В настоящее время установлено, что растения для своего роста и развития могут использовать поверхностную энергию поступающих из внешней среды наноматериалов, в том числе при обработке семян перед посадкой, а наночастицы имеют длительное действие, связанное с концентрированием ионов металла вокруг молекул в клетке.

Также отмечается, что в отличие от солей-микроэлементов, наночастицы биологически активных металлов менее токсичны и имеют пролонгированное действие.

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 молибдена в качестве стимуляторов роста и вегетации растений, а также микроудобрений.

Данное изобретение расширяет ассортимент эффективных биологически активных веществ для предпосевной обработки семян и почв перед посадкой сельскохозяйственных растений, а также для использования в качестве внесения при подкормке культур.

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

Задача решается тем, что средство стимулирования роста яровой пшеницы, представляющее собой водный раствор биологически активных веществ, в качестве биологически активных веществ используют наночастицы железа и молибдена при диаметре наночастиц от 90 до 110 нм для железа и от 100 до 120 нм - молибдена в весовом соотношении 1:1, концентрацией их в рабочей жидкости 1*10^-4-5*10^-4 г/л.

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 молибдена произведены PLASMOTERM (Россия, Москва, улица Тарутинская, д. 1) характеризуются размером от 100 до 120 нм. Для приготовления раствора стимулятора роста берут точные навески наночастиц железа и молибдена при диаметре наночастиц от 90 до 110 нм для железа и от 100 до 120 нм - молибдена, помещают в стеклянные сосуды с дистиллированной водой, после чего помещают в ультразвуковую ванну с частотой 35 кГц и обрабатывают в течение 30 мин. Предварительные исследования показали, что наибольшей биологической активностью обладает раствор наночастиц железа и молибдена с весовым соотношением компонентов 1:1 (таблица 1).

Возможность реализации заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.

Влияние предпосевной обработки семян на всхожесть и прорастание зерновых культур при использовании раствора наночастиц железа и молибдена. 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 в таблице 2.

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

Пример 1. Лабораторный опыт.

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.

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

Норма высева - 470 шт/м²