Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу (засухе)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам повышения посевных качеств и устойчивости к засухе семян озимой пшеницы.

В качестве аналога по действию данного изобретения используют гиббереллин - один из наиболее известных активаторов роста, природный фитогормон, оказывающий положительное воздействие на прорастание семян. Однако гиббереллин - дорогостоящий продукт микробиологического синтеза и малодоступен [1. Муромцев Г.С. и др. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 33-80; 2. Леонова Т.Г., Муромцев Г.С. Гиббереллины в сельском хозяйстве // С.-х. биология, №5, 1991. - с. 154-168; 3. Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В. Избирательное действие химических регуляторов роста на растения. Минск: Наука и техника, 1988. - 253 с.; 4. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений, №1, 2004. - с. 24-26].

Ближайшим к заявляемому техническим решением повышения посевных качеств семян озимой пшеницы является применение 2-(фурил-2)-1,3-диоксолана (фуролана), известного регулятора роста растений, в том числе и зерновых культур. Однако, при получении препарата фуролан, используется весьма токсичное вещество бензол, причем в больших количествах [5. Кульневич В.Г., Калашникова В.Г., Косулина Т.П., Ненько Н.И., Смоляков В.П. Новые направления в химии циклических ацеталей // Уфа: Государственное изд-во научно-технической литературы «Реактив» РФ, - Издательство «Nova Science Publishers. Inc.» (США), 2002. - С. 7-26].

Задачей изобретения является совершенствование способов повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и ее устойчивости к засухе.

Техническим результатом изобретения является улучшение посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к засухе.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к засухе, включающем предпосевную обработку семян рострегулятором, в качестве рострегулятора используют водный раствор композиционного препарата в концентрации 0,1-0,0001 мас.%, представляющего собой смесь продуктов реакции окисления 5-гидроксиметилфурфурола водным раствором пероксида водорода [6. Посконин В.В., Коваленко С.С. О составе продуктов окисления 5-гидроксиметилфурфурола водным пероксидом водорода // «Фундаментальные и прикладные науки сегодня», North Charleston, USA, 2014 г. - Том 1, с. 232-235].

Установлено, что преобладающими компонентами, входящими в состав композиционного препарата, являются янтарная, малеиновая, фумаровая и яблочная кислоты.

Данная композиция является доступной, поскольку ее получают простым в исполнении, экологически чистым и экономичным способом.

Экспериментально установлено, что применение данного препарата оказывает рострегулирующее действие на семена озимой пшеницы и повышает устойчивость ее проростков к засухе.

Изобретение иллюстрируют нижеследующие примеры.

Пример 1. Влияние заявляемого препарата на посевные качества семян озимой пшеницы сорта Батько

Рострегулирующую активность препарата изучали на семенах озимой пшеницы сорта Батько модельными методами лабораторного скрининга. В ходе исследований определяли оптимальную рострегулирующую концентрацию препарата и его влияние на посевные качества семян озимой пшеницы, оцениваемые по длине и массе побеговой и корневой системы проростков.

В качестве аналогов по свойствам использовали гиббереллин в концентрации 0,001 мас.%; фуролан в концентрации 0,01 мас.%. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 мас.%.

Семена озимой пшеницы замачивали в водных растворах заявляемого композиционного препарата в течение 18 ч и выкладывали на проращивание в рулоны фильтровальной бумаги. Общая продолжительность проращивания всех образцов составила 7 суток. В каждом образце использовали по 50 шт. семян. Об оптимальной стимулирующей рост концентрации препарата и его рострегулирующей активности судили по совокупности таких показателей, как длина и воздушно-сухая масса проростков. Результаты определения оптимальной концентрации препарата и его влияния на посевные качества семян приведены в таблице 1. Установлено, что испытанный препарат в анализируемом диапазоне концентраций проявляет свойства регулятора роста.

Препарат в оптимальной стимулирующей рост концентрации (0,005%) увеличивает энергию прорастания семян пшеницы на 5%, высоту проростков на 43,3%, длину корней проростков - на 33,8% и их массу - на 40,0 и 28,9%, соответственно, в сравнении с контролем.

Пример 2. Влияние заявляемого препарата на устойчивость семян озимой пшеницы сорта Батько к водному стрессу (засухе)

Антистрессовую активность композиционного препарата изучали на семенах озимой пшеницы сорта Батько модельными методами лабораторного скрининга. В качестве аналогов по свойствам использовали гиббереллин в концентрации 0,001 мас.%; фуролан в концентрации 0,01 мас.%. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 мас.%.

Семена озимой пшеницы замачивали в водных растворах композиционного препарата в течение 18 ч и выкладывали на проращивание в рулоны фильтровальной бумаги. Через трое суток от начала проращивания проросшие семена каждого образца подвергали подсушиванию в течение 1 ч и затем выкладывали в рулоны фильтровальной бумаги для последующего проращивания. Общая продолжительность проращивания всех образцов составила 7 суток. В каждом образце использовали по 50 шт. семян.

Установлено, что при подсушивании проростков заявляемый препарат повышает их устойчивость к водному стрессу (таблица 2).

При воздействии водного стресса композиционный препарат в оптимальной стимулирующей рост концентрации (0,005%) увеличивает высоту проростков на 33,3%, длину корней проростков - на 20,6% и их массу - на 17,5 и 23,7% соответственно, в сравнении с контролем.

Пример 3. Влияние заявляемого препарата на энергию прорастания и всхожесть семян озимой пшеницы сорта Сила

Исследования, направленные на изучение влияния предпосевной обработки семян озимой пшеницы растворами испытуемого препарата на посевные качества семян и установление оптимальной концентрации раствора проводились в условиях лабораторного опыта. В качестве аналогов по свойствам использовали гиббереллин в концентрации 0,001 мас.%; фуролан в концентрации 0,01 мас.%. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов с массовой долей 0,1; 0,05; 0,01 и 0,005 мас.%. Объект исследования - озимая пшеница сорта Сила.

Семена проращивали в чашках Петри, помещенных в термостат при температуре 25°С. В качестве ложа для проращивания семян использовали плотную фильтровальную бумагу (в два слоя). Фильтровальную бумагу перед закладкой в чашки Петри увлажняли до полной влагоемкости, опуская в воду и затем давая стечь избытку воды. При проращивании семян проверяли состояние увлажнения ложа, не допуская его подсыхания и переувлажнения.

В каждую чашку помещали по 50 шт. семян, замоченных в воде (контроль) и растворах испытуемого препарата (опытные варианты).

Анализ и обработку полученных результатов проводили в соответствии с ГОСТ 12042-80, ГОСТ 1238-84.

Энергия прорастания и всхожесть семян вычисляются в процентах как среднее арифметическое результатов четырех проб (четырехкратная повторность). Данные о воздействии испытуемого препарата на показатели качества семян озимой пшеницы представлены в таблице 3.

Как видно из представленных в таблице 3 данных, обработка семян испытуемым препаратом повышает посевные качества семян (энергия прорастания - 88,0-94,0%, в контроле - 86,0%; всхожесть - 92,5-96,5% и 92% соответственно).

При этом следует отметить, что степень воздействия испытуемого препарата на рассматриваемые показатели в значительной степени зависит от концентрации раствора. Максимальные значения энергии прорастания и всхожести отмечены при обработке семян раствором заявляемого композиционного препарата в концентрации 0,005%.

Пример 4. Влияние композиционного препарата на показатели силы роста семян озимой пшеницы сорта Сила.

Исследования, направленные на изучение влияния предпосевной обработки семян озимой пшеницы растворами испытуемого препарата на показатели силы роста семян и установление оптимальной концентрации раствора проводились в условиях лабораторного опыта. В качестве аналогов по свойствам использовали гиббереллин в концентрации 0,001 мас.%; фуролан в концентрации 0,01 мас.%. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов с массовой долей 0,1; 0,05; 0,01 и 0,005 мас.%. Объект исследования - озимая пшеница сорта Сила.

Семена проращивали в чашках Петри, помещенных в термостат при температуре 25°С. В качестве ложа для проращивания семян использовали плотную фильтровальную бумагу (в два слоя). Фильтровальную бумагу перед закладкой в чашки Петри увлажняли до полной влагоемкости, опуская в воду и затем давая стечь избытку воды. При проращивании семян проверяли состояние увлажнения ложа, не допуская его подсыхания и переувлажнения.

В каждую чашку помещали по 50 шт. семян, замоченных в воде (контроль) и растворах испытуемого препарата (опытные варианты).

При проведении анализов и обработке полученных результатов руководствовались ГОСТ 12042-80, ГОСТ 1238-84.

Показатели силы роста (длина корешков и ростков, их сырая и сухая масса в расчете на 100 шт. проростков) определяли на 7-е сутки опыта. Полученные данные занесены в таблицу 4.

Представленные в таблице 4 данные показывают, что обработка семян озимой пшеницы испытуемым препаратом способствует формированию более мощных и крепких проростков. Проростки опытных вариантов отличались большей длиной корешков (11,6-12,4 см против 11,4 см в контроле) и ростков (7,7-9,0 см и 7,4 см соответственно) и их массой (сырая - 3,98-4,75 г/100 шт. и 3,63 г/100 шт., 4,71-5,07 г/100 шт. и 4,58 г/100 шт., сухая - 0,71-0,80 г/100 шт. и 0,67 г/100 шт., 0,56-0,68 г/100 шт. и 0,53 г/100 шт. проростков соответственно корешков и ростков). Причем, эффективность действия испытуемого препарата на интенсивность прорастания семян существенно зависит от концентрации растворов этого препарата. Максимальные по длине и массе корешки и ростки формировались при обработке семян раствором препарата в концентрации 0,005%.

Как видно, заявляемый композиционный препарат способствует повышению устойчивости растений к водному стрессу и засухе, улучшает посевные качества семян озимой пшеницы и превосходит аналоги по свойствам и действию по отдельным показателям. Данное техническое решение может найти применение в практике сельского хозяйства для получения более жизнеспособных всходов в засушливых районах.