Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕПАРАТОВ-СТИМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НА КОНКРЕТНЫХ ПОЧВАХ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оценке эффективности применения 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 оценки всхожести семян сельскохозяйственных культур [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-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. В-четвертых, получение положительных результатов и определенного стимулирующего эффекта на воде не гарантирует существование подобной же эффективности при использовании в реальных условиях на конкретных почвах, в состав почвенных растворов которых могут входить как стимуляторы, так и ингибиторы прорастания семян.

Целью изобретения является разработка способа оценки эффективности применения препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян зерновых культур на конкретных почвах, позволяющего получать результаты с высокой степенью достоверности, и повышение производительности труда при выборе 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 и необработанных) помещают в стаканчики, засыпают песком в количестве, в 4 раза превышающем вес семян, и добавляют почвенные растворы, выделенные из почвенных паст. После этого стаканчики с образцами ставят в емкости, которые герметично закрывают и выдерживают определенное время. По прошествии времени измеряют концентрацию углекислоты в емкостях с обработанными и необработанными препаратами-стимуляторами семенами и пересчитывают количество выделяющейся углекислоты на среднюю зерновку. Более высокий показатель характеризует лучшие посевные качества семян и качество препарата стимулятора на конкретных почвах.

Поставленная задача решается тем, что обрабатывают семена препаратами-стимуляторами по технологии, принятой в сельском хозяйстве, помещают обработанные и необработанные препаратами-стимуляторами семена в емкости, приводят семена в контакт с влагой, выдерживают семена в контакте с влагой, определяют и сравнивают параметры, характеризующие прорастание обработанных и необработанных препаратами-стимуляторами семян, используя замкнутые емкости, в которые помещают навески обработанных и необработанных препаратами-стимуляторами семян, засыпают семена сухим песком, вес которого в 4 раза больше веса семян, и добавляют в емкости одинаковое с навесками семян количество почвенных растворов, выделенных из почвенных паст, а для оценки эффективности применения препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян зерновых культур используют различие в количестве углекислоты, выделившейся на одну среднюю зерновку при прорастании семян при контакте с почвенными растворами, выделенными из почвенных паст, 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 препараты, улучшающие посевные качества семян на 5-10%, что ранее было сделать 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 препаратов-стимуляторов на конкретных почвах

Было проведено сравнение эффективности использования рекомендуемого к применению препарата стимулятора «Фертигрейн старт» на дерново-подзолистой почве и черноземе. 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 рекомендуемой для применения препарата дозе.

Почвенный раствор из паст выделяли центрифугированием при 4000 об/мин. Пасты готовили за сутки до центрифугирования, добавляя к воздушно-сухим почвам воду в количестве, обеспечивающем существование устойчивой пасты, обладающей зеркальным блеском. Для использованного в работе Воронежского выщелоченного чернозема содержание воды составило 46,6% почв. Для среднеокультуренной дерново-подзолистой почвы из окрестностей поймы р. Яхрома содержание воды в пасте составило 29,4% почв.

Для сравнения было определено влияние обработки семян препаратом «Фертигрейн старт» на воде (таблица 3).

Из полученных данных видно, что использование препарата «Фертигрейн старт» при предпосевной обработке при посеве в конкретные почвы (почвенные растворы из этих почв) заметно улучшает посевные качества семян по сравнению с их посевом в системы с водой. На системах с водой обработка препаратом «Фертигрейн старт» повышает посевные качества семян примерно на 24%, при посеве в системы с почвенным раствором из чернозема примерно на такую же величину - 26%, а при посеве в системы с почвенным раствором из дерново-подзолистой почвы - примерно на 37%. Таким образом, можно сделать вывод, что использование препарата будет эффективно во всех случаях, но наиболее эффективно на дерново-подзолистых почвах.

Из представленных примеров хорошо видно, что предлагаемый способ позволяет оценивать эффективность применения стимуляторов для прорастания семян на конкретных почвах.

Таким образом, предлагаемый способ, используя простую высокопроизводительную методику, позволяет решать задачу выбора препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян для использования на конкретных почвах.

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.