Способ отбора живых семян сахарной свеклы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) {l)) К ПАТЕНТУ Х 100. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4202465/15 (22) 29.04,87 (31) ShO 61-241100 (32) 09.1С,86 (33) JP (46) 23,12.92. Бюл. ¹ 47 (71) Ниппон Кайся (JP) (72) Юкио Сасаки (JP) (56) Авторское свидетельство СССР № 1431703, кл, А 01 С 1/00, 1985. (54) СПОСОБ ОТБОРА ЖИВЫХ СЕМЯН САХАРНОЙЙ СВ Е КЛ Ы (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в свекИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для отбора живых семян (семян, способных к прорастанию} сахарной свеклы из смеси их с мертвыми семенами (семенами неспособными к прорастанию), способствующего тем самым повышению степени прорастания посеянных семян. Целью изобретения является повышение эффективности отбора. Фиг. 1 и 2 иллюстрируют предлагаемый способ. На фиг. 1 цифрой 1 показана кривая прорастания, когда живое семя погружается в воду при темпера..уре 10 С цифрой 2 показана кривая прорастания, когда живое семя погружается в воду при температуре 25 С; и цифрой 3 показана кривая прорастания, когда мертвое семя погружается в воду при температуре 25оС Как видно из данного рисунка, быстрое поглощение воды наблюдается в течение двух дней после начала испытаний, кривые ловодстве для отбора живых семян. Целью изобретения является повышение эффективности отбора. Поставленная цель достигается двухэтапным увлажнением семян и высушиванием. На первом этапе высушивание ведут до первоначальной влажности, После повторного замачивания, которос осуществляют при куммулятивной температуре 40-80 С, проводят механическое выделение семян путем вибрации. Далее семена визуально сортируют по цвету, 2 ил „7 табл. 3 пр. 1 и 2 (живые семена), и эта тенденция продолжает наблюдаться до тех пор, пока поглощение воды: определяемое нижеследующей формулой, не достигнет примерно 60 : Степень масса погло— погло — щенной воды щения масса сухо— воды/1 / го вещества семени Такое первоначальное быстрое поглощение воды называется первым этапом поглощения воды (этапом А). Когда степень поглощения воды превышает римерно 60, то наступает этап медленного поглощения воды, который называется вторым этапом поглощения воды (этапом В), За этим этапом следует второе быстрое поглощение воды, называемое третьим этапом поглощения воды (этапом С). Как показано на кривой 3 (мертвые семена), в противоположность указанному выше, поглощение во1783957 Т TtXt 55 ды прогрессирует с определенной скоростью в течение первых двух дней. а затем устанавливается равновесие, показывающее, что нет никакой тенденции к дальнейшему поглощению воды, при этом конечная степень поглощения составляет максимум 40 . Отсюда ясно, что существует явное различие в поглощении воды между живыми и мертвыми семенами. Кроме того, скорость поглощения воды в случае живых семян зависит от температуры обработки, и время, требуемое для достижения заданной степени поглощения, меньше в случае более высоких температур обработки. Отметки на кривых 1 и 2 на чертеже соответствуют этапам прорастания, показанным на рисунке 2; отметка 4 соответствует этапу 1, отметка 5 соответствует этапу 2, отметка 6 соответствует этапу 3 и отметка 7 соответствует этапу 4. На фиг. 2 показана также форма плода и процент поврежденных зародышевых корешков в каждом этапе прорастания. Как можно видеть из данного рисунка. не происходит никакого изменения соСтояния в этапе прорастания 1, и в этапе 2 между наружной оболочкой 8 и семенным мешочком 9 образуется промежуточная перегородка 10, что приводит в результате к готовности семенного мешочка к высвобождению. Таким образом, наилучшим промежутком времени для обработки, обеспечивающей высвобождение семенного мешочка, является 2 этап прорастания. При достижении этапа 3 прорастания семенной мешочек 9 все еще находится в состоянии готовности к высвобождению, но в то же время зародышевые корешки 11 выходят за пределы наружной оболочки 8 и могут быть повреждены (см, фиг. 2), если отбор семян осуществляется именно на этом этапе. Ясно, что этап 4, в котором"происходит дальнейшее прорастание, также непригоден для обработки, приводящей к высвобождению семенного мешочка. В этапе прорастания 2 осуществляется воздействие механических вибраций на плод с целью высвобождения семенных мешочков, и семена освобождаются от мешочков и затем отбираются от тех семян, которые остались с семенными мешочками, Высвобождение семенного мешочка может обнажить красновато-коричневую семенную кожуру, покрывающую семя, которое можно легко отличить от наружной оболочки по цвету. Таким образом, живые семена могут быть отеортированы от мертвых семян визуально или с помощью приборов на основе различия длины волны. В этом случае перед обработкой оболочка может быть высушена или обесцвечена для того чтобы различие цвета было более явным. Кроме того, отбор может быть осуществлен по различию удельного веса, являющемуся результатом высвобождения семенного мешочка, если подвергаемые обработке частицы плода однородны по весу, Дополнительной иллюстрацией данного изобретения являются проведенные эксперименты. Данные в табл. 1 показывают связь между кумулятивной температурой и степенью высвобождения семенного мешочка, вызванного механическими вибрациями, когда плод сахарной свеклы располагается на бумажном листе, пропитанном водой при различных темпера;урах, при этом кумулятивная температура, T (С) является величиной, рассчитанной по температуре обработки, T<(C) и по времени обработки t (ч), следующим образом: Степень высвобождения семенного мешочка () является величиной, при которой конечное число плодов, освобожденных от семенного мешочка (при каждой температуре обработки), принимается за 100 . Как видно из табл. 1, плод с высвобожденными семенными мешочками наблюдается при температуре обработки 10 С и выше, и чем выше температура обработки, тем больше число плодов, от которых были высвобождены семенные мешочки при одинаковой кумулятивной температуре.. Однако, данные приведенные в этой таблице, включают тот плод, в котором прорастание происходило слишком интенсивно и зародышевые корешки уже были вытянуты, и такие частицы плода должны быть исключены из отбора. Следовательно, вымоченные водой частицы плода, полученные при тех же условиях, что указаны выше, исследуются на распределении в указанных четырех этапах прорастания. Результаты суммированы в табл. 2. Данные, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что при одинаковой кумулятивной температуре более высокая температура ускоряет рост зародышевых корешков и кроме того, приводит к неравномерному прорастанию, увеличивая таким образом процент плодов, в которых зародышевые корешки выходят из оболочки при высвобождении семенных мешочков. Та же тенденция наблюдается также при более низких температурах обработки, если кумулятивная температура достаточно ысока. Таким образом, диапазон температурных 1783957 условий является очень узким для достиже- мачиванию для начала прорастания, Число . ния благоприятного состояния в этапе 2 семян, находящихся в этапе прорастания 2, прорастания, что позволяет осуществлять достигает 93о при температуре обработки эффективное высвобождение за счет воз- 5 С и кумулятивной температуре 80 С. При действия механических вибраций, 5 более высоких температурах (температура Изобретение разрешает указанные обработки: 35 С; кумулятивная температутрудности. Согласно способу данного изо- ра:40 С)числосемян,находящихся вэтапах бретения смесь живых и мертвых семян са- прорастания 2 и 3, достигает соответственхарной свеклы погружается в воду (первый но 85 и 13%, причем в этапе прорастания этап поглощения воды), вымоченные семе- 10 4 семена отсутствуют. Поскольку все еще на удаляются иэ воды и высушиваются до существует некоторое различие"в скорости содержания влаги близкому к содержанию роста между отдельными семенами, то в невлаги до обработки с тем, чтобы. снизить которых стадиях необходимо восстанавливодопоглощающуюактивность семян, и вы- вать свободные от мешочков семена в сушенные семена снова поглощают"воду в 15 соответствии с подходящими диапазонами атмосфере высокой влажности, Таким обра- кумулятивной температуры при заданной зом может быть значительно улучшена со.- температуре обработки. Типичный пример стояние прорастания после вторичного таких повторяемых операций восстановлепоглощения воды, ния дается в нижеследующей табл. 5. Семена сахарной свеклы, взятые из той 20 Для эффективного получения однородже партии, что использована в эксперимен- ных семян готовых для высвобождения сетах, отраженных в табл. 20 погружались в . менных мешочков, предпочтителен воду с температурой 8 С (первый этап по- диапазон температуры примерно 5-40 С, и глощения воды), вымоченные семена высу- предпочтительное время погружения, вышивались при 30 С в течение 48 ч до 25 раженное как кумулятивная температура, степени поглощения воды примерно 5, и находится в интервале температуры 2-20 С. полученные таким образом высушенные се- Конечная операция вымачивания, осумена выдерживались при комнатной темпе- ществляемая для индуцирования прорастаратуре в течение 14 дней и обрабатывались ния, происходит при температуре на пропитанных водой листах фильтроваль- 30 обработки 5-35ОС в течение периода временой бумаги при тех же условиях, что и в ни 2-20 С, выраженного как кумулятивная экспериментах, отраженных в табл. 1 и 2, температура, в связи с чем семенные меРезультаты представлены в табл, 3; они по- шочки достигают состояние готовности к казывают значительное улучшение посрав- высвобождению из наружной оболочки, и нению сданными табл,,2. Если говорить 35 зародышевые корешки не выступают за более конкретно, то в данном случае время, оболочку, Условие влажности в ходе этой необходимое для достижения этапа 2 про- операции находится в пределах от 70 до растания, меньше при той же самой темпе- 100 . Для высвобождения семенных мературе обработки; время, необходимое для шочков не существует никакихспециальных достижения этапа 3 обработки, больше при 40 ограничений типа механических вибраций. температуре обработки вплоть до 15 С, и Так, например,вполнеудовлетворительные несколько меньше при 20 С или выше; и результаты могутбытьполучены при работе время, необходимое для достижения этапа вибрационного сита в течение 30-120 с при 4 прорастания. больше при любых темпера- амплитуде 100-300 мм. турах обработки. Такое сопоставление дан- 45 Плод, обработанный и отобранный соных табл. 2 и 3 приводится в табл. 4, где гласно способу данного изобретения, моясно показано улучшенное прорастаййе,Яб- - жет "высмеиваться сразу же или же может стигаемое в результате предварительйой храниться после его сушки. обработки (первичное поглощение воды с В ходе эксперимента осуществлялась последующей сушкой).. 50 предварительная обработка при температуКак ясно из вышеизложенного; может" -. .рах, показанных в табл. 3 (кумулятивная быть достигнуто значительное улучшение температура: 40ОС), осуществлялось возпереходавымоченныхсемянвэтапы прора- действие механических вибраций для выстания, если смесь живых и мертвых семян свобождения семенных мешочков, частицы погрузить в воду (первый этап поглощения 55 плода, освобожденные от семенных мешочводы), вымоченные семена извлечь из воды ков, высушивались в сушилке горячим воз- и высушить до содержания влаги близкому духом в течение 24 часов (30 С; к содержанию до обработки с целью сниже- относительная влажность от 0 до 20, скония водопоглощающей активности семян, и рость потока горячего воздуха 0,3 м/сек), высушенные семена снова подвергать вы-" " " высушенный плод помещался на пропитан1783957 ные водой листы фильтровальной бумаги ,при температуре 20 С нэ пять дней, и каждую часть плода анализировали на живые или мертвые семена по наличию или отсутствию выращенных зародышевых корешков и зародышей. Результаты суммированы в табл. 6. Как видно иэ табл, 6, высокие степени высвобождения семенных мешков достигаются при кумулятивной температуре 40 С (за исключением температуры обработки 5 С), при этом не обнаруживается поврежденных семян при температурах обработки 25 С и ниже. Показано также, .что почти все высушенные семена обычно прорастают. Сушка горячим воздухом может быть заменена процессом грануляции с использованием каолина и других веществ в качестве покрывающего соединения, которые облегчают работу сеялки, не оказывая при этом нежелательного влияния на прорастание. Как ясно из вышесказанного, способ. отвечающий данному изобретению, позволяет легко отличить живые семена сахарной свеклы от мертвых семян на основе высвобождения семенного мешочка, что обеспечивает высокую точность отбора живых семян без необходимости использования сложного современного оборудования. Семена сахарной свеклы. отобранные . согласно способу данного изобретения, прорастают без повреждения при высевании их как таковых или с использованием бумажных трубок (способа ПЗЙПЕРПОТ). При этом обеспечивается значительно более высокая эффективность вь(ращивэния сахарной свеклы. Изобретение дополнительно иллюстрируется нижеследующими примерами, Пример 1. В качестве аппаратуры для вымачивания семян использовали стеклянный сосуд размерами 400 мм х 400 мм х 600 мм, содержащий 9 литров воды (с температурой 10 C). пять тысяч частиц плода сахарной свеклы разновидности Кавамегамоно (Kawamegamono) погружали в воду сроком на 4 ч, дегидратировали посредством центробежного обезвоживающего аппарата и высушивали в сушилке с использованием горячего воздуха в течение 24 часов (30 С; скорость потока горячего воздуха 0.3 м/с). Сухой плод выдерживался при комнатной температуре в течение 14 дней, после чего он подвергался вымачиванию с целью прорастания семян. Фильтровальную бумагу N 1 (фильтровальная бумага Тойо) укладывали на дне закрытой емкости из нержавеющей стали (размерами 600 мм х 600.мм х 50 мм) и насыщали водой путем ввода 85 мл воды (с температурой 20 С). На эту фильтровальную бумагу укладывали 5000 частиц сухого плода, полученных как указано выше, при тем5 пературе 10 С и относительной влажности 100 сроком на 96 ч (что соответствует кумулятивной температуре 40 С). Обработанный таким путем плод затем извлекали из емкости и подвергали воздействию мехэни10 ческих вибраций на вибрационном сите в течение одной минуты (амплитуда; 250 мм, частота: 60 циклов/мин), Семенные мешочки, высвобожденные от плода, затем удалялись посредством 2-миллимитровоco сита 15 на сортировальной машине для риса (типа Сантоку), плод, освобожденный от семенного мешочка, и оставленный на сите, переносили на плоское блюдце, и частицы плода, от которых были высвобождены семенные 20 мешочки, визуально отбирались от тех частиц плода, которые оставались с семенными мешочками. Первая группа (3 250 частиц, 65%) тотчас же высушивалась в сушилке с использованием горячего воздуха (30 С; от25 носительная влажность от 0 до 20, скорость потока горячего воздуха: 0,3 м/с). Частицы плода, которые оставались скрепленными с семенными мешочками, снова подвергались вымачивэнию и вибра30 ционной обработке, и в конечном итоге получалось в общем 4 400 частиц (88%) плода, освобожденных от семенных мешочков. Отобранные таким путем частицы сухоro плода прокатывались на грануляторе для 35 семян (модели К С-1-1, "Коджин Ko,") вместе с соединением покрытия, содержащим 0,5 порошкообразного антимикробного агента. действующего против выпревания (ТАСЦИАВЕЙВ) с одновременным распыле40 нием предварительно заданного количества синтетического связующего, и в результате получали гранулы диаметром от 4,0 до 5.0 мм. Полученные таким образом семена с нанесенными на них покрытием высевались 45 в бума>кной трубке "ПЗЙПЕРПОТ"). (Одно семя в каждой трубке) для выращивания саженцев, Грэнулы не подвергнутых обработке семян, покрытых таким же образом, выращивались как контрольная группа в тех 50 же условиях. Результаты представлены в табл. 7, выход саженцев — это тот процент из числа выращенных саженцев, которые могут быть пересажены. ,Пример 2, Моноэмбрионный плод 55 сахарной свеклы разновидности Монохилл предварительно обрабатывали (погру>кением в воду) в тех же условиях, что и в примере 1, затем подвергали вымачиванию для прорастания в емкости прорастания семян модели FD 105 (" Флюид Дриллинг Лтд.", 1783957 Англия) при 15 С при скорости аэрации 2 л/мин в течение 64 ч (что соответствует кумулятивной температуре 40 С), и,-наконец, обрабатывали (с воздействием механической вибрации) таким же образом, как в 5 примере l. Полученные таким образом все еще влажные свободные от семенных мешочков семена пересаживались в тот же гранулятор, что указан выше, и подвергались покрытию.каолиновой глиной с перио- 10 дическим распылением 1 -ного раствора метилцеллюлозы (4000 циклов/с), и в результате получали гранулы диаметром от 4,0 до 5.0 мм, Приготовленные таким образом гранулы тотчас же высушивались в сушилке 15 с использованием горячего воздуха притемпературе 35 С в течение 24 ч (относительная влажность: 0-20 ; скорость потока горячего воздуха: 0,5 м/с), выдерживались в течение 180 дней и высевались в питомнике с опре- 20 деленными интервалами времени, Все посеянные семена прорастали одновременно, и не обнаруживалось непроросших семян. Не было никакой необходимости в последующей прополочной работе, и требовалась 25 незначительная затрата труда для культивации и других работ, обеспечивающих высокую эффективность способа данного изобретения. Пример 3. Полиэмбрионный плод 30 сахарной свеклы разновидности Кавеполи, погружали в воду с температурой 20 С на два часа в условия аэрации со скоростью 2 л/мин с использованием емкости для прорастания семян барботирующего типа с го- 35 рячей водой (емкостью 50 литров). Вымоченный в воде плод дегидратировали таким же образом, как и в примере 1, высушивали воздухом при температуре 25 С в течение 72 ч, и выдерживали при 5ОС при 40 относительной влажности 40-70% в течение 90 дней, Такой выдержанный в этих условиях плод снова обрабатывали в той же емкости для прорастания семян, что указана выше, при температуре 5 С в течение 240 ч 45 (что соответствует кумулятивной температуре 50 С) при аэрации со скоростью 10 л/мин для индуцирования прорастания; после этого тотчас же высушивали воздухом при температуре 20 С в течение 72 часов, и затем подвергали обработке в течение трех минут на вибрационном сите (круглые отверстия диаметром 2,5 мм; амплитуда 200 мм; частота 120 циклов/мин), что позволяло лишь живым семенам проходить через сито и оставлять на сите плод вместе с семенным мешочком, высвобожденные семенные мешочки и наружные оболочки семян. Отобранные таким путем живые семена покрывались соединением, содержащим 30 об. бентонита, 30 перлита, 20 торфяного мха и 20 карбоната кальция с периодическим распылением 10 -ного раствора поливинилового спирта, и в результате получались гранулы диаметром от 3,0 до 4.0 мм. Приготовленные таким путем гранулы высушивались таким же образом, как описано в примере 2, выдерживались в течение 360 дней и высевались в питомнике с определенными интервалами. Все посеянные семена прорастали одновременно, непроросших семян не обнаруживалось вовсе и все саженцы благоприятно выращивались. Формула изобретения Способ отбора живых семян сахарной свеклы, включающий эамачивание смеси живых и мертвых семян в воде, высушивание до исходного уровня влажности, повторное замачивание и механическое выделение семян из соплодий, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора, повторное эамачивание ведут при кумулятивной температуре 40-80 С, механическое выделение осуществляют путем вибрации, после чего семена визуально сортируют на живые и мертвые по цвету. Таблица % Температурные. условия и процент высвобождения беменных мешочков Температура обработки оС Кумулятивная температура оС 5 IO I5 25 30 40 Температурные условия и раапрепелание вымоченных чаатиц плопа в этапах прораатания Этап прорастания б % прораотания 2 ° 3: 4 2 3: 4 ЕОоС 200 С 30 50 ХО 250 С 40 60 с О О О О О О 2 О О 29 3; Е, 49 6 2 50 Х9 8 IO Х5оС 30 I00 I00 98 67 43 I0 30оp 30 Этаю т. :. т, I Ю «« IO С I00% 20 IOO 5 0 30 IOO 40 95 50 68 60 53 IO IOO 20 IOO 30 IOO IO С 40 " 77 50 50. 60 29 0% 0% 0% 0 О О О О О 5 О О 32 О О 45 2 О О О, О, О О- Ol О О О> 22 Х О 46 2 2 6I 6" 4 O% O% 0% O% 0% O% О . О 2 6 7 Х4 ХО О 23 33 63 65 62 50 О 50 57 67 68 78 92 О 7Е. 77 8Х 98 96 IOO О 85 90 96 ЕОО IOÎ IÎO О 92 IOO IOO IOO ХОО IOO IOO% 0% ОЯ 0% IO0 О О О 94 6 О О. 37 5I 8 4 33 32 26 9 Х9 29 ЗХ 2Х ХОО О . p p ЕОО О 93 7 j O О 35 26 28 32 30 24 2 34 36 28 О 0 IOO О Х40 О 38 27 23 Х2 22 29 4 29 38 29 ° ВВ 4 1783957 Таблица3 Предварительно обработанные семена и распределение . этапов прорастания, 4 i«а l k « « и ! Т Т, Тсс прорастания Та ) ) Этап прорастания Т Этап прорастания 1 2 3 4 3 4 10 С 30. 5"C 40 10 "С ЕО Оь О О О О . О О О 20 С О О О О О О 2 О! О С 743. 26Ж 20 60 40 30 26 60 40 2 85 50 1 82 60 О 75 70 О 60 80 О 48 03 ОФ О О 14 О 13 12 5 ! Е 7 28 12 34 18 10 С 40 1 О 250С G0 10.20 15 С 40 60 80 ЗО"С П р и м е ч а н и е. Кумулятивная температура не обработки Т а б л и ц а 4 Влияние предварительной обработки на развитие прорастания на втором этапе,"«« «««» «a*«t «ь «. 25 С 20 С 5 С 30 С 10" С Табл. Табл. Табл. Табл. 2 3 2 3 Табл. Табл 2 3 Таб л. Табл. Табл, 3 2 Табл. 3.....J. I 42 6 45 7 7! 71 51 68 26 91 95 32 94 30 89 )6 29 91 34 85! ОС О О 0 20 О О 0 30 О 2 О 40 5 18 22 50 32 40 46 60 45 78 6! О 22 О 38 4 61 27 90 29 .86 29 79 О О 1 О ЗЭ 2 6 29 Å5 96 59 Т - Температура обработки; Т - Кумулятивная температура 1003 98 82 22 11 99 61 12 О О О 94 5Е 28 О О ОФ О 18 78 89 93 О 39 96 92 81 42 71 96 91 О О О О О О 1 О 4 О 8 О 18 1 О О О О О О 1 О 3 О 4 О 8 1 21 2 82а 18 68 32 53 45 27 68 О 94 О 91 О 84 0 62 72 28 55 43 26 71 1 )1 О 89 О 85 О .72 О 60 78 22 62 38 35 61 2 90 0 Е6 О 7) О 65 О 52 О ОФ О О 2 О 5 О 35 С 6 О 7 2 9 7 26 12 О О 2 О 3 О 8 О 9 2 12 3 21 7 28 12 О О 0 О 4 .О 8 О 11 3 16 5 25 10 34 14 включает температуру предварительной 1783957 1 CD (=т1 З ; с! „! - } CD в cvo»o» о в - -в " o) -ввв CO LA С3 ур е вю О,» со со о в воввоо в - -CD Е CD О "оeeоо % % Ч о СЧ с о CI» I» v о Ч с то с" ос.с оо о о z Щ Iо ID Щ CL IO о Ю ооо л ос- с»оо » Ф z Щ I2 с "ъ о Ф I(.» и о V O Ю CQ о с о z Cl. Jо о z Ф с Ф о Х CU I» v и о Ф х z e 2 о Е о к х z Р о m ID V о з Ф Ф Фо »С оов ОЭФ с с S Ф 3 x zv о, оо,ос»о о Я Й* и Фк ge u r. ev х о Ф.„ 2 Z CC; Б и й Ф wezeco Ффэ SФ о,„Эх а.: Зло о Ф О Ф Gl ол ЭсФХлл Ф z z Хоооее ссссс xvvvee S Б S I» I» z ..г =г з- v v 1783957 720 О 1 2 5 4 5 6 7 8 Й г.1 10 17 7 О Редактор А.Иванова Заказ 4522 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1М Ю o Q»-е Составитель Т.Лежнева Техред М.Моргентал Корректор СЛисина
