Результат интеллектуальной деятельности: Способ обеззараживания зерна овса энергией СВЧ-поля

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в растениеводстве для предпосевной обработки семян овса.

Несмотря на то, что исследования по обеззараживанию семян от микрофлоры ведутся с давних пор, вопрос этот не решен до сих пор и в последние годы он стал наиболее актуальным.

Средние показатели зараженности овса возбудителями грибной и бактериальной этиологии по годам составляют 52-60%, максимум - 98-100%. Если учесть при этом, что использование химических фунгицидов в обеззараживании семян овса нежелателен, становится очевидным актуальность поиска путей экологического оздоровления овса.

Известен способ обработки семян (АС СССР №1655326, А01С 1/08, 1987), включающий предварительный нагрев семян и воды до 25-30°C, увлажнение семян до влажности 21%, обеззараживание семян в электромагнитном поле и их сушку в электромагнитном поле при направляющем поле, вдвое меньшем, с адсорбентом, нагретым до 45-50°C.

Недостатком данного способа является его трудоемкость, а также отсутствие информации о зараженности семян микрофлорой после их обработки.

Задача изобретения - повышение качества обработки семян перед посевом, т.е. повышение посевных и фитосанитарных свойств семян за счет их обеззараживания в СВЧ-поле.

Технический результат в отличие от прототипа достигается тем, что способ включает увлажнение семян, обеззараживание семян в элекромагнитном поле, притом семена увлажняют водой с температурой 24°C в течение 10 мин при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно, затем обрабатывают в СВЧ-поле с мощностью 650 Вт, экспозиции 30-60 секунд при конечной температуре семян 38-45°C.

Новым является то, что в процессе СВЧ-обработки семян происходит их избирательный нагрев, при котором быстрее нагреваются более влажные компоненты семени, которыми являются фитопатогенные микроорганизмы, при этом они погибают. Равномерный прогрев происходит за счет того, что обрабатываемый материал (семена) нагреваются по всему объему, а градиенты температуры, давления и влажности направлены из центра объекта (семени) к его поверхности, поэтому удается семена обеззараживать как от внешней, так и от внутренней инфекции.

Пример. Для проведения опытов для каждого варианта 10-вариантной схемы было взято по 300 г ярового овса, которые были увлажнены водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно. Температура семян до обработки была 24°C.

Увлажненные семена подвергались обработке в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (СВЧ-поле). В ходе проведения опытов учитывались три критерия - это мощность в ваттах, время обработки в секундах и конечная температура семян после СВЧ-обработки. Было проведено девять опытов с различными вариантами мощности и экспозиции, десятым был контрольный опыт, семена которого были просто увлажнены без обработки в СВЧ-поле (табл. 1, 2).

После обработки в СВЧ-поле и измерения конечной температуры семян методом конверта отбирались навески для определения посевных качеств семян: всхожести, биометрических параметров и фитосанитарных свойств семян.

Влияние режимов СВЧ-поля на фитопатогенные микроорганизмы устанавливали по результатам фитоэкспертизы на естественном фоне заражения. Использовали биологический метод, основанный на создании условий, позволяющих стимулировать рост и развитие микроорганизмов в зараженных семенах с целью получения спороношения и последующей идентификации видового состава возбудителей и степени поражения семян. Метод позволяет определить как внешнюю, так и внутреннюю инфекцию по типу спороношения, получаемого на естественном субстрате-семени.

Из партии обработанных семян в СВЧ-поле при разных режимах отбирались по 100 семян, которые раскладывались на специальную фильтрованную бумагу, увлажненную до полной влажности, на расстоянии 1,5-2 см друг от друга, скручивали в рулон и проращивали при температуре 25°C. Семена анализировались на инфицированность через 7-8, окончательно через 12 дней. Опыт проводился по 10-вариантной схеме (9 режимов + контроль без СВЧ-обработки) в 4-кратной повторности. Результаты исследований представлены в таблице 1, 2.

Семена ярового овса в контрольном опыте были инфицированы микрофлорой: фузариоз - 4,0%, бактериоз - 3,0%, альтернариоз - 65,0%. Следовательно, общая зараженность семян составляла 72%. В результате исследований (табл. 1, 2) по влиянию СВЧ-поля на фитопатогенный комплекс и посевные качества ярового овса были сделаны следующие выводы:

1. При обработке семян ярового овса, предварительно увлажненных водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно, в электромагнитном поле сверхвысокой частоты при мощности 1500 Вт, экспозиции 90 секунд (вариант №1), конечной температуры семян после СВЧ-обработки 92°C происходит резкое уменьшение всхожести семян с 70% (контроль) до 0%, при этом обеззараживание семян составляет: от фузариоза - 100%, бактериоза - 100%, альтернариоза - 100,0%. При обработке семян в СВЧ-поле при мощности 1500 Вт, экспозиции 30-60 секунд (вариант 3, 5) происходит нагрев семян овса до 48,0-72,0°C и резкое снижение всхожести семян до 14,0-74,0% соответственно. При этом достигаются хорошие результаты по обеззараживанию семян от фитопатогенных микроорганизмов. В варианте 1 семена травмировались в процессе их обработки в СВЧ-поле, поэтому из всхожесть упала до 0%.

2. При обработке семян ярового овса, предварительно увлажненных водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно, в СВЧ-поле при его мощности 1100 Вт и экспозиции 30 секунд, семена нагреваются до 45°C (вариант 8), всхожесть их повышается до 88,0%, происходит неплохое обеззараживание семян от фитопатогенных микроорганизмов. При обработке увлажненных семян овса в СВЧ-поле при мощности 1100 Вт, экспозиции 60-90 секунд (вариант 7, 9) и при конечной температуре семян после обработки в СВЧ-поле 62-85°C происходит резкое снижение всхожести семян до 14,0-56,0% соответственно.

3. При обработке семян ярового овса, предварительно увлажненных водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно, при мощности 650 Вт и эспозиции 90 секунд (вариант 2) и конечной температуре семян после обработке в СВЧ-поле 49,0°C происходит увеличение всхожести семян до 86%, при этом происходит хорошее обеззараживание семян.

Наилучшие результаты получены при обработке семян ярового овса, предварительно увлажненных водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно, при мощности СВЧ-поля 650 Вт (варианты 4, 6), экспозиции 30-60 секунд и конечной температуре семян после обработки в СВЧ-поле, равной 38,0-45,0°C. Обработка семян овса в СВЧ-поле при этих режимах приводит к снижению или уничтожению фитопатогенных микроорганизмов, либо снижает уровень инфицированного начала до экономических порогов вредоносности. В результате в вариантах 4 и 6 зараженность семян снижается:

- по фузариозной инфекции на 50,0-75%;

- по бактериозной инфекции на 100%;

- по альтернариозной инфекции на 11-37%.

Установленные зависимости также позволяют выяснить, что повышение конечной температуры семян овса после СВЧ-обработки в вышеуказанных вариантах до 38-45°C способствует не только сохранению всхожести, а стимулирует этот процесс, при этом всхожесть увеличивается на 26-28% и составляет 96,0-98,0%).

Таким образом, установлено, что область эффективных режимов обеззараживания семян ярового овса после предварительного увлажнения водой с температурой 24°C в течение 10 минут при соотношении семена:вода = 4:1 соответственно от фитопатогенной микрофлоры с одновременным стимулированием всхожести семян находится в интервале: мощность СВЧ-поля 650 Вт, экспозиция 30-60 секунд, конечная температура семян после обработки в СВЧ-поле 38-45°C.

Таким образом, проведенные научно-исследовательские работы показывают, что поставленная задача решена - повышена всхожесть, биометрические параметры и фитосанитарные качества семян, резко снижена инфицированность семян микрофлорой.

Предлагаемый способ легко может быть реализован в сельскохозяйственном производстве.