Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосевной обработки семян озимой пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к материалам, применяемым для повышения урожайности озимой пшеницы.

Применение пленкообразующих составов для предпосевной подготовки семян являются ведущей стратегией применения химических средств защиты растений для предпосевной подготовки семян (Лебединцев О.В., Тютерев С.Л. «Стратегия и тактика использования защитно-стимулирующих составов для обработки семян сельскохозяйственных культур». Агрохимия, 1994 г., №10. - С. 67-79). Известны три основных способа нанесения защитно-стимулирующих средств на семена: дражирование, инкрустация, гидрофобизация (Корзинников Ю.С., Тагаева Е.Ю., Троязыков Д.Д. «Химические средства предпосевной подготовки семян». Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири. ИрО АН ВШ. Иркутск: 2001. - С. 46-51).

Наиболее качественную предпосевную подготовку семян обеспечивает метод гидрофобизации, позволяющий стимулировать рост и урожайность растений в засушливых условиях даже без применения других защитно-стимулирующих средств. Только метод гидрофобизации обеспечивает применение повышенных дозировок кремний-органических криопротекторов, позволяющих стабилизировать урожайность озимых культур в жестких условиях Сальских степей (Крылов С.В., Корзинников Ю.С. и другие. «Средство для повышения морозо- и зимостойкости растений». А.с. СССР №1663798, приор. 31.07.1989 г.; А.с. СССР №1665562, приор. 03.07.1989 г.).

Однако отсутствие машин для обработки семян хлороформенным раствором полистирола ограничило масштаб применения гидрофобизации семян только опытными работами (до 1994 г. на площадях порядка 10000 га ежегодно). После неудач с решением проблемы механизации процесса гидрофобизации семян автор этого метода С.В. Крылов так сформулировал требования к поиску новых пленкообразователей: новые пленкообразователи должны содержать оптимальное соотношение гидрофобных (СН₂, СН₃, СН) и гидрофильных (СО, СОН, СООН) функциональных группировок, применяться в виде 2-5% водных растворов, эмульсий, суспензий и не осыпаться после высушивания обработанных семян до сыпучести.

Известно применение в качестве пленкообразователя производных целлюлозы (метилцеллюлоза, NaKМЦ), патоки и других полисахаридов (Лебединцев, Тютерев «Стратегия и тактика использования защитно-стимулирующих составов для обработки семян сельскохозяйственных культур». Агрохимия, 1994 г., №10. - С. 67-79). Из числа этих «водорастворимых» пленкообразователей требованиям, сформулированным С.В. Крыловым, частично отвечает метилцеллюлоза.

Известен способ предпосевной обработки семян гидрофобным пленко-образователем (RU 2261573 С2 от 09.12.2002 г. - прототип). В качестве последнего используют 2-5% водную эмульсию поливинилацетата (ПВА), который, по мнению авторов, не растворяется в воде, но медленно распадается в воде и почве.

Недостатком этого способа является следующее: авторы данного изобретения ошибочно относят полярный полимер ПВА к гидрофобному покрытию, тогда как ПВА имеет повышенное сродство к водной дисперсионной среде, набухая в ней. Поливинилацетатное покрытие не обладает влагозащитными свойствами.

Техническим результатом является повышение эффективности предпосевной обработки семян.

Технический результат достигается тем, что в способе предпосевной обработки семян озимой пшеницы, включающем покрытие семян гидрофобным пленкообразователем, согласно изобретению в качестве гидрофобного пленкообразователя используют сплав парафина с подсолнечным воском, обладающим свойствами пластификатора, диспергатора и поверхностно-активного вещества при следующем соотношении компонентов, мас.%: подсолнечный воск - 15-20; парафин - остальное, при этом семена кратковременно опускают в расплав при температуре 80-85°С.

Новизна и преимущество предлагаемого способа заключается в том, что рекомендуемый гидрофобный парафино-восковой пленкообразователь на поверхности семян озимой пшеницы предохраняет их от потери животворной влаги, регулирует сроки всхожести семян, способствует сохранению накопленных питательных веществ, усиливает рост, развитие растений и в конечном итоге повышает урожайность зерна пшеницы. Эффективное применение подсолнечного воска обусловлено тем, что в состав его, кроме восковых эфиров, входят насыщенные высшие жирные кислоты от C₁₆ до С₂₄ и спирты растительного происхождения. Оптимальные количества этих ПАВ в подсолнечном растительном воске заложены природой, обеспечивая ему необходимые уникальные влагоудерживающие свойства. Присутствие поверхностно-активных жирных кислот придает воскам не только твердую при комнатной температуре консистенцию [Мелехина О.В., Лобанов В.Г. Изменение жирнокислотного состава фракций липидов покровных тканей семян подсолнечника при созревании. // Изв. вузов. Пищ. пром-сть. №1-2. - 1993. - С. 46-47], но и адгезионные свойства по отношению к образцам растительного происхождения. Увеличение адгезии пленки к поверхности семян за счет ПАВ подсолнечного воска имеет следующее научное обоснование. При адсорбции на поверхности семян молекулы ПАВ подсолнечного воска, согласно правилу уравнивания полярностей по Ребиндеру П.А., своей полярной группой направлены к полярной гидрофильной поверхности, а неполярной (алкильным радикалом) - наружу. Это приводит к изменению природы поверхности гидрофильной или олеофобной на гидрофобную или олеофильную, обладающую химическим сродством к неполярным молекулам н-алканов парафина и пленочному покрытию в целом.

Новизна заявляемого предложения заключается в применении подсолнечного воска в качестве диспергатора, пластификатора и ПАВ, что придает пленкообразующему покрытию достаточную адгезионную способность, так как химический состав воска включает поверхностно-активные жирные кислоты и спирты. Кроме того, применение подсолнечного воска решает важную экологическую задачу страны по утилизации отходов масличного производства.

Новизна также усматривается в том, что предварительная предпосевная термическая обработка семян озимой пшеницы в парафино-восковом расплаве при температуре t=80-85°С обусловливает одновременно гибель болезнетворных организмов и вредителей и дает возможность обойтись без дорогостоящих средств защиты растений, уменьшая затраты на пестициды.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Заявляемый способ применим в хозяйствах и фермах для выращивания зерновых культур, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Используемый защитный пленкообразователь для покрытия семян озимой пшеницы представляет собой твердый при комнатной температуре композиционный парафино-восковой сплав светло-коричневого цвета, имеющий температуру плавления 60-65°С, без запаха, с неограниченным сроком хранения при нормальных условиях. Основным признаком подсолнечного воска, предлагаемого в качестве диспергатора и пластификатора кристаллической структуры парафина, а также ПАВ, является его эффективное влагозащитное свойство.

Способ предпосевной подготовки семян озимой пшеницы осуществляется следующим образом. Семена озимой пшеницы покрывают гидрофобным пленкообразователем, в качестве которого используют сплав парафина с подсолнечным воском (ПВ) в соотношении компонентов, мас.%: подсолнечный воск - 15-20; парафин - остальное. Количество вводимого подсолнечного воска 15-20 мас.% от общего состава гидрофобного пленкообразователя обусловлено тем, что содержание воска меньше 15% не обеспечивает необходимой влагозащитной функции покрытия и достаточно эффективных адгезионных сил взаимодействия покрытия с поверхностью, а увеличение содержания воска более 20% приводит к значительному повышению температуры плавления сплава, значение которой регламентируется и должно быть не более 70°С. Это связано с необходимостью перегрева расплава на 10-15 градусов (не более чем до 85°С) перед погружением в него семян пшеницы. Перегрев выше 85°С может пагубно отразиться на показателях качества семян, в том числе их всхожести.

Готовится парафиновая композиция (ПК) расплавлением парафина и подсолнечного воска в указанных пропорциях до однородной жидкой смеси при температуре 80-85°С и тщательном перемешивании.

Пример конкретного осуществления способа предпосевной подготовки семян озимой пшеницы

Для подтверждения эффективности влияния парафино-воскового покрытия семян на основные элементы структуры урожая научные исследования проводились в фермерском хозяйстве «Анюта» Тихорецкого района Краснодарского края. Для научных исследований использовался сорт озимой пшеницы «Шарада».

На отдельных участках осуществляли посев семян без покрытия (контроль) и посев семян, имеющих гидрофобный пленкообразователь в виде парафино-воскового покрытия. В результате урожайность семян озимой пшеницы на участках с посевом семян, имеющих парафино-восковое покрытие, превысила контроль на 10,5 ц/га, что составляет повышение урожайности на 19,96% (таблица).

Предлагаемое защитное парафино-восковое гидрофобное пленочное покрытие семян пшеницы обеспечивает дружные и равномерные всходы. Данное техническое решение позволяет повысить урожай зерна без дополнительного введения в парафинсодержащее защитное покрытие специальных удобрений.