Результат интеллектуальной деятельности: Способ предпосевной обработки семян среднеспелых сортов сои

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству и семеноведению, может быть использовано при обработке семян сои перед посевом для повышения их посевных качеств.

Известен способ обработки семян, который заключается в воздействии на семена газовой плазмой в среде неорганического газа или смеси не-органических газов. Обработку семян проводят при частоте электрического разряда 1-40 МГц, мощности электрического разряда 0,01-0,1 Вт/см³ и давлении неорганического газа в диапазоне 0,2-1,13 Торр. Семена бобовых, капусты, кабачка, свеклы, огурца, томата, моркови, календулы, бархатцев, чечевицы, тыквы, ячменя, щавеля, брюквы, вики, гороха, риса, фасоли, пшеницы, кукурузы и сои со сроком проверки энергии прорастания и всхожести на 4-й и 10-й день обрабатывают газовой плазмой в течение 15-35 сек. (Патент РФ №2293456 Способ предпосевной обработки семян растений МПК А01С 1/00. Аналог).

Известный способ не позволяет определить оптимальные режимы обработки для семян среднеспелых сортов сои, так как семена культуры сои отличаются от овощных, зерновых, кормовых, цветочных по биохимическому составу, размерами, массой, прочностью защитной оболочки.

По данным литературных источников семена различных культур и сортов по-разному реагируют на биологическую активацию низкотемпературной плазмой, так как они различаются по строению и биохимическому составу. Поэтому для них свойственны разные области спектра, что требует проверки и изучения данного приема по его влиянию не только на семена различных сельскохозяйственных культур, но и сортов. (Гордеев Ю.А. Стимулирование биологических процессов в семенах растений излучениями низкотемпературной плазмы. / Ю.А. Гордеев // Монография. - Смоленск, 2008. - 196 с.; Дуткевич Д.Е. Обоснование режимов обработки семян многолетних трав излучениями низкотемпературной гелиевой плазмы. Автореф. канд. дисс. по ВАК 06.01.12 - Смоленск, 2005. - 21 с.; Городецкая Е.А. Влияние плазменно-микроволновой обработки на семена. // Научный журнал «Известия КГТУ», 2016 г. - №40).

Задачей настоящего изобретения является выбор оптимального режима предпосевной СВЧ (сверхвысокочастотной) плазменной обработки семян сои, который обеспечит эффективность сбалансированного биологически активного воздействия на семена среднеспелых сортов сои, что будет способствовать ускорению начального этапа онтогенеза, повышению посевных качеств семян на 5-7%, устойчивости растений сои к воздействию внешних стрессоров.

Заявленный способ заключается в следующем:

Перед посевом семена сои среднеспелых сортов обрабатывают низкотемпературной аргоновой СВЧ плазмой. Стационарный поток сильнонеравновесной плазмы при атмосферном давлении создается с помощью СВЧ источника электромагнитных колебаний с частотой генерации 2,45 ГГц. Генератор низкотемпературной аргоновой плазмы представляет собой аксиальный электрод, помещенный в заземленный металлический цилиндр, со штуцером для подачи рабочего газа аргона. При прокачке аргона через разрядный промежуток со скоростью до 5 литров в минуту и подаче от магнетрона мощности 20…200 Вт формируется поток плазмы СВЧ разряда и между концом электрода и внутренней поверхностью заземленного цилиндра образуются плазменные каналы. Диаметр плазменной струи при этом составляет 16 мм. Обработка семян сои осуществляется на расстоянии 2,0 см и 4,5 см от края плазменной горелки в течение 60 секунд. При этом среди активных компонентов плазменного факела, воздействующих на обрабатываемый материал, следует выделить поток заряженных частиц (электронов и ионов), СВЧ и ультрафиолетовое излучение, а также продуктов плазмохимических реакций. Основные спектры излучения плазменного факела находятся в областях 300-400 нм и 700-800 нм и соответствуют линиям Ar, ОН, N₂, NO₂, О₃. На основе газохимического анализа было определено, что концентрация NO₂ в области у обрабатываемой поверхности составляет 2,5 мг/м³, а концентрация О₃ - 2,1 мг/м³. Измерения СВЧ излучения и коэффициента экранирования плазменной горелки показали, что плотность потока СВЧ излучения не превышает предельно допустимый уровень облучения и составляет 1 мВт/см².

Пример 1

Семена сои обрабатывают низкотемпературной СВЧ аргоновой плазмой. Электромагнитные волны плазмы запускают внутриклеточные механизмы, что приводит к ускорению темпов набухания и прорастания семян. Степень набухания обработанных плазмой семян сои в наших экспериментах через 48 часов замачивания увеличилась в зависимости от экспозиции на 15…22%, по сравнению с контролем. Воздействие низкотемпературной аргоновой СВЧ - плазмы на семена сои является эффективным, но неоднозначным по влиянию на прорастание семян. Так, при экспозиции 60 сек. количество проростков увеличилось на 43%, а при 120 сек. - на 7% по сравнению с контролем (таблица 1). Показатели первоначального роста сои при обработке семян в течение 60 сек. оказались выше, чем в контроле.

С увеличением длительности обработки до 120 секунд длина 10-ти дневных проростков уменьшается. Следовательно, продолжительность обработки семян снижает скорость роста проростков. Коэффициент вариации при экспозиции 120 секунд составляет 26,7%, при экспозиции 60 сек. - 21,4%. Так как онтогенез является процессом неразрывной связи последовательных изменений в жизнедеятельности растительного организма, то положительное влияние низкотемпературной плазмы на прорастание семян способствует дружному появлению всходов в полевых условиях и повышению устойчивости растений к воздействию внешних стрессоров. За счет стимуляции темпов роста растений их сохранность оказывается выше на 8% в вариантах с плазменной обработкой семян по сравнению с контрольными вариантами (без обработки).

Пример 2

При обработке семян на расстоянии 2,0 см и 4,5 см низкотемпературной аргоновой СВЧ - плазмой снижается количество ненормально развитых проростков на 1…5%, коэффициент вариации - на 3,5…4,4%, размах вариации - на 6,8…9,0%, длина проростков увеличивается на 2,3 и 2,5 см, по сравнению с контролем (таблица 2).