Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ ПРОРАЩИВАНИЯ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к способам предпосевной обработки семян сельхозкультур. Пророщенные семена зерновых, масличных культур могут быть использованы в пивоварении, для получения кормовых добавок и добавок в пищу с целью обогащения их витаминами, ферментами и т.п.

Способы стимуляции проращивания сельскохозяйственных культур включают, в частности, их замачивание и проращивание во влажном состоянии.

Описаны различные способы стимуляции проращивания, в том числе физические (с помощью нагревания и охлаждения), химические (с помощью химреагентов), физико-химические (с помощью обработки в электрических и магнитных полях и др.).

Запатентован способ стимуляции проращивания семян путем замачивания их в воде, содержащей озон в концентрации 150-900 мг/л, в течение 10-30 мин с последующим проращиванием [1]. При этом увеличивается энергия прорастания семян и сокращаются сроки.

Недостатки способа - относительно сложная технология получения озона и его коррозионная активность.

Наиболее приемлемыми способами являются такие, которые позволяют снизить затраты, повысить эффективность, экономичность и экологическую безопасность. Одним из эффективных и экологически безопасных является способ замачивания семян в электрохимически активированной (ЭХА) воде и водных растворах и проращивание во влажном состоянии. Часто используют питьевую водопроводную воду, которая фактически является разбавленным водным раствором минеральных веществ с примесями органических соединений. Согласно требованиям санитарных норм и правил питьевая вода может содержать до 700 мг/л минеральных веществ. Имеются сведения, что эффективность фракций ЭХА водных растворов, например католит с pH 12-13,5 действует угнетающе на семена, как и анолит с pH менее 2 [2].

Известен способ замачивания семян ячменя в анолите с pH 2,4-4,0, окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +1000…+1160 мВ и концентрацией «активного» хлора 210 мг/л в течение 2-х часов [3]. В качестве исходного раствора использовали раствор хлорида натрия, а пророщенное зерно (и проростки) применяли в качестве кормовой добавки птице. Указывалось, что при проращивании семян вследствие гидролитических и биохимических процессов биомасса обогащалась легко усвояемыми веществами - декстрозой, амидами и аминокислотами, жирными кислотами и др. Однако относительно высокая концентрация «активного» хлора может отрицательно повлиять на активность ферментов и развитие растений.

Известен способ проращивания семян озимой пшеницы с предварительным замачиванием их в ЭХА воде-анолите с pH 4,5, католите с pH 9,4, смеси католита с анолитом в соотношении 80:20% [4]. Продолжительность замачивания - 16 ч. Энергия прорастания составляла: в контроле 96%, в варианте с католитом 99%, с анолитом 99%, со смесью католита и анолита - 100%. В работе не указаны параметры ЭХА воды, ее качество, величина ОВП и качество проросшего зерна.

Описан способ проращивания семян ячменя, подсолнечника и тыквы, включающий замачивание их в анолите ЭХА раствора глицина 6-9 г/л с pH 4,5-5,5 и ОВП +450…+500 мВ в течение 2-4-х часов [5]. ЭХА проводили на установке типа «СТЭЛ», в которой исходный раствор разбавлялся водопроводной водой в 2-3 раза, что вносило некоторую неопределенность в оценке перспектив использования способа.

Описан способ замачивания и проращивания семян кукурузы, проса, подсолнечника с помощью ЭХА растворов, содержащих поваренную соль. Предлагалось замачивать семена в анолите с pH 2-7, ОВП 900-1100 мВ, с содержанием «активного» хлора 300-500 мг/л в течение 0,5-3-х ч, затем в католите с pH 6-9, ОВП -300…-500 мВ в течение 2-24 ч [6, прототип]. При этом ускоряется всхожесть на 1,5 дня. В 30-дневном опыте проращивания семян длина стебля (проростка) превышала контроль на кукурузе на 18,4%, на подсолнечнике - на 13%.

Недостатки способа: относительно сложная технология обработки семян (в две ставки), высокое содержание «активного» хлора в анолите, узкий диапазон показателей качества исходного раствора и фракций ЭХА растворов, отсутствие данных о конструкции электроактиватора и параметрах ЭХА.

Техническое решение - упрощение технологии ЭХА, замачивания и проращивания семян, расширение диапазона показателей качества исходного раствора и фракций, выбор конструкции электролизера-активатора, расширение ассортимента стимуляторов проращивания семян.

Это достигается тем, что в качестве электролизера-активатора используют усовершенствованную нами конструкцию непроточного аппарата типа «МЕЛЕСТА». Электролизер с брезентовой диафрагмой представляет собой основной корпус цилиндрического типа диаметром 134 мм, высотой 110 мм, объемом 1 л. В корпус вставляют сменный стакан (для анодной камеры), имеющий с одной стороны форму цилиндра (как в основном корпусе), с другой - плоскости с диафрагмой. Они изготовлены из пищевой пластмассы. Соотношение объемов стакан : часть основного корпуса 1:2. Корпус сверху частично закрыт пластинкой из оргстекла шириной 40 мм с прорезью посередине для крепления двух электродов - катод из нержавеющей стали и анод из титана с покрытием из смеси оксидов титана и рутения (ОРТА-анод) размером 10×70 мм с рабочей поверхностью 5 см². Соответственно катод располагается в катодной камере, анод - в анодной камере. В комплекте с электролизером имеется источник постоянного тока - выпрямитель типа ВСА 5к с приборами контроля тока и напряжения. Электролизер позволяет проводить контроль хода ЭХА, отбор проб жидкости, замера параметров и т.п.

Предварительная проверка работоспособности показала, что стабильный процесс ЭХА с возможно малой концентрацией исходных водных растворов (солей калия 0,5-2 г/л) возможно проводить при напряжении 41-42 В с токовой нагрузкой от 0,5 до 1,5 А. В качестве раствора солей используют раствор 0,5 г/л KCl и 2 г/л H₂SO₄. Объем жидкости составляет в анолите 330 мл, в католите 960 мл.

Для замачивания семян используют католиты ЭХА растворов, обеспечивающие необходимую эффективность и решение задачи изобретения. В качестве объектов исследования использовали: семена ярового ячменя (сорт Прерия), семена озимой пшеницы (сорт Житница), сорт рапса (сорт Ратник), семена рыжика в трех повторениях. Семена замачивали в течение 3-х часов и проращивали согласно требованиям ГОСТ 12308-84.

Определяли энергию прорастания (на 3-й день) и всхожесть (на 7-й день проращивания).

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Приготовление фракций ЭХА растворов.

В электролизер загружали 330 мл раствора 0,5 г/л KCl в анодную камеру и 660 мл - в катодную камеру. Проводили ЭХА при силе тока 0,5-0,6 А, напряжении 42 В в течение 28 мин. С раствором 2 г/л H₂SO₄ ЭХА проводили с силой тока 1,1-1,2 А, напряжением 41 В в течение 20 мин.

Пример 2. Проведено замачивание и проращивание семян. Результаты отражены в таблице 2.

Из данных таблицы 2 видно, что наиболее эффективно для замачивания и проращивания семян использовать католит раствора KCl: всхожесть ячменя одинакова с контролем, всхожесть пшеницы больше на 1% по сравнению с контролем; энергия прорастания и всхожести рапса в сравнении с контролем больше соответственно на 4,7 и 2,0%; энергия прорастания и всхожести рыжика по сравнению с контролем больше соответственно на 16,0 и 8,8%.

Морфологические показатели проращивания семян ячменя и пшеницы показаны в таблице 3.

По данным таблицы 3 более высокая эффективность по отношению к контролю показана в образце с католитом HCl: длина корней и проростков ячменя была больше на 7,3 мм (7,2% отн.) и 24,6 мм (40,9% отн.); длина корней и проростков пшеницы - больше на 9,6 мм (9,5% отн.) и 25,5 мм (31,5% отн.).

В сравнении с прототипом эффективность способа была выше по таким параметрам как: длина проростков у ячменя и пшеницы была 40,9% и 31,5% против 18,4 и 13% отн.

Кроме того, предлагаемый способ упрощает технологию ЭХА, предлагает более совершенную конструкцию электролизера-активатора с контролем параметров ЭХА, замачивания и проращивания семян, расширяет диапазон показателей качества исходных растворов и фракций ЭХА и ассортимент стимуляторов проращивания семян.

Источники информации

1. RU 2169177, 1999, C12C 1/00.

2. Бирюлина Т.В. Электрохимическая активация - технология экологически чистого будущего // Активированная вода. - 1996. - №3. - С.22-34.

3. Филоненко В.Н. и др. Использование электроактивированной воды в процессе проращивания зерна для сельхозживотных // Активированная вода. - 1996. - №5. - С.1-5.

4. Овчинников А.С, Пындак В.И. Повышение урожайности озимой пшеницы // Вестник РАСХН. - 2007. - №1. - С.30-31.

5. RU 2430501, 2009, A01C 1/00.

6. RU 2170499, 1999, C01C 1/00.