Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ НЕДОСТАТКА ВЛАГИ ПРЕПАРАТОВ-СТИМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оценке эффективности применения в условиях недостатка влаги препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян.

Известен способ оценки качества стимуляторов для предпосевной обработки семян по урожайности растений [1].

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.

В связи с тем, что обработка семян стимуляторами повышает посевные качества семян, аналогом является способ определения энергии прорастания и всхожести зерна [2], заключающийся в проращивании 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.

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, испытания проводят, используя дистиллированную или водопроводную воду, что не позволяет делать вывод о посевных качествах семян и их изменении под действием препаратов-стимуляторов в условиях недостатка влаги.

Наиболее близким к заявляемому является способ оценки качества стимуляторов по прорастанию семян в условиях недостатка влаги - времени, в течение которого появляются проростки у 50% семян [3].

Основным недостатком данного способа является низкая производительность при проведении экспериментов. Проростки надо периодически пересчитывать, что при большом количестве семян (100 и более) требует значительных трудозатрат, а процесс проращивания продолжается до 7 суток.

Целью изобретения является разработка способа оценки эффективности применения в условиях недостатка влаги препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян зерновых культур, позволяющего получать результаты с высокой степенью достоверности, и повышение производительности труда при выборе препаратов-стимуляторов, эффективно действующих в условиях недостатка влаги.

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, в том числе в условиях недостатка влаги. Необходимость исследования стимулирующей активности препаратов в условиях недостатка влаги следует из того, что зерновые культуры выращивают и в засушливых условиях, а эффективность действия препаратов в почвах при достаточном увлажнении и в условиях недостатка влаги требует проверки в каждом конкретном случае. Для оценки действия препаратов стимуляторов в условиях недостатка влаги проводят обработку семян препаратами-стимуляторами по технологии, принятой в сельском хозяйстве. Затем одинаковые навески семян помещают в стаканчики, засыпают песком в количестве, в 4 раза превышающем вес семян, и добавляют раствор осмотика, имитирующего условия недостатка влаги. 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 не обработанными препаратами-стимуляторами семенами, и пересчитывают количество выделяющейся углекислоты на среднюю зерновку. Более высокий показатель характеризует лучшие посевные качества семян и качество препарата стимулятора в условиях недостатка влаги.

Поставленная задача решается тем, что обрабатывают семена препаратами-стимуляторами по технологии, принятой в сельском хозяйстве, помещают обработанные и не обработанные препаратами-стимуляторами семена в емкости, приводят семена в контакт с растворами осмотика, выдерживают семена в контакте с растворами осмотика, определяют и сравнивают параметры, характеризующие прорастание обработанных и не обработанных препаратами-стимуляторами семян, используя замкнутые емкости, в которые помещают навески обработанных и не обработанных препаратами-стимуляторами семян, засыпают семена сухим песком, вес которого в 4 раза больше веса семян, и добавляют в емкости одинаковое с навесками семян количество растворов осмотика, и для оценки эффективности применения в условиях недостатка влаги препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян зерновых культур используют различие в количестве углекислоты, выделившейся на одну среднюю зерновку при прорастании семян при контакте с растворами осмотика 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 в условиях недостатка влаги на 5-10%, что ранее было сделать невозможно.

Нижеследующие примеры раскрывают суть предлагаемого изобретения.

Пример 1

Отработка параметров методики

Параметры метода - навеска семян, навеска раствора осмотика, 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 имитации условий недостатка влаги использовали 5%-ный раствор полиэтиленгликоля (ПЭГ).

Для выяснения соотношения между навесками семян и раствором осмотика провели эксперименты, используя в качестве критерия величину концентрации углекислоты. Связано это с тем, что и недостаток, и избыток раствора приводят к уменьшению концентрации углекислоты за счет замедления биохимических процессов. В первом случае - из-за недостатка влаги, во втором случае - из-за недостатка кислорода для дыхания семян. Кроме того, при избытке раствора концентрация углекислоты снижается из-за растворения углекислоты в избыточной влаге. Результаты представлены в таблице 1.

Из полученных результатов видно, что максимальная концентрация углекислоты в емкости за сутки накапливается при навеске раствора осмотика, 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 раствора осмотика не удавалось «притопить» все семена и часть из них плавала по поверхности жидкости. Для обеспечения одинаковых условий смачивания было решено семена засыпать песком, а затем добавлять раствор осмотика. Для выбора навески песка была проведена серия экспериментов. Результаты представлены в таблице 2.

Из полученных результатов следует, что оптимальная навеска песка соответствует 20 г при использовании 5 г семян и 5 г раствора осмотика.

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 или растворов осмотика и 20 г песка. Результаты представлены на Фиг. 1 и Фиг. 2.

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 различных препаратов-стимуляторов в условиях, имитирующих недостаток влаги

Было проведено сравнение эффективности использования 4-х рекомендуемых к применению препаратов стимуляторов: «Наногро», «Альбит», «Регоплант» и «Фертигрейн старт». 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 расходе раствора 20 л на тонну семян. Для каждого препарата использовали рекомендуемые для его применения концентрации и дозы. В качестве образца сравнения использовали семена, обработанные водой при расходе 20 л на тонну семян. Для имитации недостатка влаги использовали 5%-ный раствор полиэтиленгликоля. Результаты представлены в таблице 3.

Из полученных данных хорошо видно, что только препарат «Фертигрейн старт» при предпосевной обработке заметно (на 15%) улучшает посевные качества семян, и для применения на этих конкретных семенах следует рекомендовать именно его. Остальные препараты малоэффективны.

Из представленных примеров видно, что предлагаемая методика позволяет оценивать эффективность применения стимуляторов для прорастания семян в условиях недостатка влаги.

Таким образом, предлагаемый способ, используя простую высокопроизводительную методику, позволяет решать задачу выбора препаратов-стимуляторов для предпосевной обработки семян для условий недостатка влаги.

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.

3. Аксенов Л.Α., Зак Е.А., Бочарова М.А., Клячко Н.Л. Влияние предпосевной обработки семян пшеницы поверхностно-активными веществами на их прорастание при неблагоприятных условиях // Физиология растений, 1990, т. 37, №5, с. 1007-1014.