Способ предпосевной обработки семян

 

Использование: сельское хозяйство, в частности способы улучшения всхожести семян и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Сущность изобретения: повышение эффективности способа за счет упрощения технологии предпосевной обработки семян и увеличения урожайности хлопчатника достигается тем, что в известном способе, включающем воздействие на семена жидкой средой, содержащей стимулятор всхожести семян в концентрации 0,01-0,05 %, в качестве стимулятора всхожести семян используют натриевые соли алкилароматических сульфокислот общей формулы:C_nH_2n+1 ArSO₃Na, где n=8-12, Ar - остаток ароматического углеводорода, при этом воздействие на семена жидкой средой осуществляют в течение 8-24 ч перед проведением посева. В качестве стимуляторов могут быть использованы пенообразователи ПО-1Д, ПО-1 и ДС-РАС. 6 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам улучшения всхожести семян и повышения урожая сельскохозяйственных культур.

Известен способ стимулирования прорастания семян, включающий обработку воды и замачивание в ней семян, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, обработку воды осуществляют путем ее контактирования с гидрофобным полимером, при этом в качестве последнего используют полипропилен, фторопласт, полиамид, сополимер формальдегида с диоксоланом, сополимер этилена с винилацетатом, силиконовая резина, волокно нитрон или полистирол (см. а. с. СССР N 1464928, М. кл. A 01 C, 1989, бюл. 10).

Однако данный способ требует длительного контактирования воды и семян с гидрофобным полимером (10 сут) и значительного количества гранул полимера (соотношением семена: полимер по массе колеблется в пределах 1:0,2-1:2,5) в частности, на 1 кг семян требуется от 0,2 до 2,5 кг полимера. Эти причины ограничивают применение данного способа.

Наиболее близким техническим решением является способ предпосевной обработки семян, вращающий воздействие нас семена жидкой средой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа воздействия на семена жидкой средой осуществляют под давлением 1,5.2500 атм в течение 10 мин. При этом в качестве жидкой среды используют раствор солей гуминовых кислот 0,01. 0,05% -ной концентрации (см. а. с. СССР 1464926, кл. А 01 С 1/00, бюл. N 10, 1989).

Однако, для осуществления способа требуется выдерживание семян в специальных установках под давлением от 1,5 до 2500 атм, что усложняет технологию выполнения работ и удорожает их стоимость. Кроме того, извлечение гуминовых кислот из перегноя, бурого угля, торфа, выветрившихся остатков каменного угля, игла (см. Энциклопедия хлопководства, Ташкент. Узбекская советская энциклопедия, т. 1, 1985, с. 260) является трудоемкой операцией. После извлечения гуминовых кислот их больше подвергают обработке гидроокисью натрия для получения гумата натрия (см. Возбуцкая А. Е. Химия почвы, М, Высшая школа, 1968, с. 52) вещества, используемого в концентрации 0,01.0,05% для обработки семян. Все это осложняет и удорожает получение необходимого для обработки семян продукта и является, очевидно, причиной сдерживающей его промышленное производство, так как в ассортименте подставляемой для сельского хозяйства продукции от отсутствует. По этой причине применение способа по а. с. 1464926 является не только сложным и дорогостоящим в исполнении, но и носит ограниченный характер.

Цель изобретения повышение эффективности способа за счет упрощения технологии предпосевной обработки семян и повышения урожайности хлопчатника.

Поставленная цель достигается тем, что перед посевом обработку семян хлопчатника ведут посредством воздействия на них в течение 8.24 ч 0,01.0,05% -ного водного раствора натриевых солей алкилароматических сульфолкислот. Проведенными биологическими опытами установлено, что такая обработка позволяет повысить всхожесть семян на 12,0.13.1% и урожайность хлопчатника на 3,5.5,6 ц/га.

П р и м е р 1. Семена хлопчатника сорта АШ-25 4-й репродукции обрабатывали водными растворами поверхностно-активного вещества, в качестве которого использовали натриевые соли алкилароматических сульфокислот. Коммерческое название "пенообразователя ПО-1Д" Химическая формула C_nH_2n+1ArSO₃Na, где n число атомов (8-12); Ar остаток ароматического углеводорода, связанный с функциональной группой непосредственно углеродным атомом ядра.

Молекулы пенообразователя ПО-1Д обладают асимметричной молекулярной структурой и содержат гидрофобный радикал и гидрофильную группу, что позволяет им адсорбироваться на межфазных поверхностях раздела, изменяя их свойства. При попадании в почвенную влагу гидрофильная группа молекул препарата сцепляется с молекулами поверхностного слоя воды, гидрофобная группа молекул, наоборот, отталкивается от него, что способствует накоплению этого вещества на границе раздела фаз вода-воздух. Это, в свою очередь, обусловливает снижение поверхностного натяжения почвенной влаги, гидрофобизацию почвенных агрегатов и ослабление менисковых сил в капиллярах почвы. В результате уменьшается высота капиллярного поднятия влаги в почве, снижается ее испарение и ослабляются процессы, ведущие к вторичному засолению почвы (см. Галифанов Г. Г. Бердыклычев Н. Предупреждение реставрации засоления орошаемых земель. В экспресс-информации ЦБНТИ Минводхоза СССР, II выпуск, серия "Орошение и оросительные системы". М. 1988, с. 20. Основные свойства ПОN1Д регламентируются ТУ 38-7-52-69.

Обработку семян хлопчатника водными растворами ПО-1Д, посев и наблюдения за всхожестью, ростом, развитием и урожайностью растений проводили в 1989 и 1991 г с 17 апреля 31 октября в условиях Каракумского района Марыйской области на территории Каракумской опытно-мелиоративной станции Туркмен НИИГиМ. С этой целью были приготовлены водные растворы препарата ПО-1Д концентрацией 0,001, 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,1 и 1,0% Растворы приготавливались путем 5 минутного ручного взбалтывания в стеклянной колбе определенного объема обычной арычной воды и нужного количества пенообразователя ПО-1Д. Каждый из этих растворов впоследствии использовали для замочки семян хлопчатника. Замочку семян производили под навесом следующим образом. Предварительно возвышенные семена хлопчатника слоем 50.60 мм укладывали на поверхность хлопчатобумажной ткани, увлажненной водным раствором ПО-1Д соответствующей концентрации. Затем производили смачивание указанного слоя семян раствором ПО-1Д той же концентрации из расчета 0,25.0,3 литра на 1 кг семян посредством садовой лейки. После этого семена хлопчатника укрывали сверху хлопчатобумажной тканью, увлажненной водным раствором ПО-1Д исследуемой концентрации. Семена хлопчатника подвергались томлению в течение 24 ч (с 8 утра 17 апреля до 8 утра 18 апреля). Температура воздуха согласно произведенным замерам в период замочки семян колебалась в 1989 г от 12,5^оС в ночное время до 21^оС в дневное время, в 1991 г. соответственно от 13^оС до 23^оС. В течение всего периода томления семян трижды (через каждые 6 ч) производилось дополнительное их увлажнение раствором пенообразователя ПО-1Д нормой 0,2.0,25 л на 1 кг семян. При этом для равномерного увлажнения семян производили их одновременное перемешивание. В качестве контрольного варианта испытывался вариант, в котором замочку семян производили обычной арычной водой без ПО-1Д. Таким образом, общая норма расхода водного раствора ПО-1Д и обычной арычной воды (контроль) составила 0,85.1,05 л на 1 кг семян. Одновременно был заложен вариант опыта по излучению эффективности прототипа. В данном варианте семена хлопчатника обрабатывали полученным от Института химии Академии наук Туркменистана гуматов натрия. Для этого был приготовлен 0,03%-ный водный раствор гумата натрия. Семена хлопчатника в количестве 350 г помещали в металлический цилиндр объемом 1 л с герметично завинчивающейся крышкой. Крышка имела трубку с вентилем, сообщающую сосуд с атмосферой. Семена заливали раствором гумата натрия так, чтобы объем свободной жидкости незначительно превышал объем семян. Затем пневматическим насосом через трубку в крышке поднимали давление воздуха в цилиндре до 3-х атмосфер и закрывали вентиль. Через 10 мин выдержки семян под давлением производили открытие вентиля, откручивали крышку, извлекали из цилиндра семена и приступали к их севу. Варианты опыта приведены в табл. 1.

После завершения замочки, обработанные пенооброазователем ПО-1Д и обычной арычной с водой семена хлопчатника высевали в агрономически спелую слабозасоленную среднесуглинистую почву. Посев семян производили в концевой части хлопкового поля 18 апреля на делянках бороздах длиной 1 м каждая. Количество высеваемых семян на каждой делянке 100 шт (через каждый 1 см 1 семя), глубина заделки семян в почву 40.50 мм. Повторность опыта четырехкратная. Размещение делянок в опыте систематическое многорядное, то есть установленный порядок размещения вариантов на делянках первого повторения далее в неизменном виде повторяли, начиная с концевой части поля, во всех остальных повторениях.

В ходе ежедневных наблюдений фиксировали во времени количество появившихся всходов на делянках, а через 11 сут производили их окончательный подсчет. После этого на делянках через каждые 10 см оставляли по одному растению, из них 5 растений хлопчатника (через одно) выделяли как учетные для наблюдений за их ростом, развитием и урожайностью. Уход ха растениями заключался в проведении на делянках тех же агротехнически мероприятий (поливы, междурядные обработки, подкормки), что и на остальной части хлопкового поля, поскольку они являлись как бы его составной частью. В каждой из повторностей опыта было 9 борозд, из них 7 опытных и 2 контрольные. Между повторностями оставлялась защитная полоса из пяти междурядий, после чего следовало следующее повторение опыта. В процессе проводимых за растениями фенологических наблюдений фиксировали во времени наступление отдельных фаз развития, отмечали их общее жизненное состояние, замеряли рост, количество плодоэлементов и т. д.

Результаты фенологических наблюдений за всхожестью семян на делянках в 1989 и 1991 гг. обобщены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что оптимальные концентрации водного раствора пенообразователя ПО-1Д в наибольшей мере оказывающие стимулирующее прорастание семян хлопчатника лежат в пределах 0,01.0,05% Это особенно видно на кривой всхожести семян хлопчатника в зависимости от концентрации водного раствора ПО-1Д, построенной по данным табл. 2.

Однопроцентные водные растворы пенообразователя ПО-1Д отрицательно воздействуют на прорастание семян хлопчатника, снижая их всхожесть в среднем на 60,1% по сравнению с контролем. Варианты же с 0,001, 0,005 и 0,1%-ными водными концентрациями пенообразователя ПО-1Д повышают всхожесть семян по сравнению с контролем, но не настолько как 0,01, 0,03 и 0,05%-ные концентрации ПО-1Д. В частности, в первом случае всхожесть семян повышается соответственно на 3,5, 7,0 и 3,8, а во втором на 12,8, 13,1 и 12% или в 2.3 раза больше. Вариант с прототипом, как видно из данных табл. 2, существенно уступает по эффективности 0,01.0,05%-ной концентрации ПО-1Д.

П р и м е р 2. По всем вариантам проведения опыта с обработкой семян хлопчатника разными концентрациями ПО-1Д и на контроле 28 мая, 28 июня и 24 июля проводили замеры высоты учетных растений хлопчатника. Результаты замеров приведены в табл. 3. Из данных таблицы 3 видно, что 0,01, 0,03 и 0,05% -ные концентрации препарата ПО-1Д оказывают наибольший стимулирующий эффект на рост растений по сравнению с остальными вариантами. По замерам, выполненным 24 июля, в частности видно, что высота растений хлопчатника по этим вариантам находится в пределах 62,85. 65,65 см, что на 5,85.8,65 см больше, чем на контроле, и на 1,08.8,95 см превышает таковую на прототипе и других вариантах (1,0, 0,1, 0,005 и 0,001%-ные концентрации ПО-1Д). Кроме того, согласно наблюдениям, появление наступление фаз бутонизации и цветения у растений хлопчатника по вариантам обработки семян 0,01, 0,03 и 0,5%-ными концентрациями пенообразователя ПО-1Д наступают на 3.6 сут раньше, чем в других вариантах и на контроле. Из этих данных следует, что ПО-1Д является препаратом, стимулирующим не только всхожесть семян, но также дальнейшие рост и развитие растений.

П р и м е р 3. На опытных и контрольных делянках в опыте по обработке семян пенообразователем ПО-1Д производили подсчет количества имеющихся плодоэлементов у учетных растений хлопчатника по состоянию на 10 августа, а также двукратный контрольный сбор хлопка сырца, который проводили 10 сентября и 20 октября (два доморозных сбора).

Полученные данные приведены в табл. 4.

Из данных табл. 4 видно, что наибольшее накопление плодоэлементов растениями хлопчатника наблюдается по вариантам обработки семян 0,01, 0,03 и 0,05% -ными водными растворами ПО-1Д. Прибавка урожая хлопчатника по этим вариантам составила соответственно 3,5, 4,8 и 4,6 ц/га по сравнению с контролем.

В остальных вариантах с обработкой семян хлопчатника повышенными (1,0 и 0,1%) и пониженными (0,005 и 0,001%) водными концентрациями пенообразователя ПО-1Д и в варианте с прототипом наблюдалось меньшее накопление плодоэлементов и соответственно получена меньшая прибавка урожая (от 0,3 до 2,8 ц/га). Из изложенного следует, что наиболее оптимальными для стимулирования всхожести семян, а также роста и развития растений хлопчатника является 0,01-0,05% -ные водные растворы ПО-1Д.

Полученные результаты объясняются, по-видимому тем, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) играют большую роль в жизни живой природы. ПАВ содержатся в слюне животных, участвуют в процессах переработки пищи, в связи с чем вырабатываются в организме животных в качестве необходимого компонента жизнеобеспечения. Известно также, что большинство микроорганизмов и растений используют для своей жизнедеятельности ПАВ. Такие растения, как солодка голая, верблюжья колючка, люцерна и др. по опытным данным ТуркменНИИГиМ вырабатывают ПАВ, что свидетельствует об активном участии последних в протекающих в растительном организме жизненно важных процессах. Установлено также, что отдельные растения, такие, например, как хлопчатник, практически ПАВ не вырабатывают. Недостаток ПАВ отчасти компенсируется биологическими процессами, протекающими в почве. К таким процессам прежде всего можно отнести разложение органического вещества под воздействием почвенных микроорганизмов, идущее с образованием природных ПАВ гуминовых, ульминовых и креновых кислот, обладающих ярко выраженными поверхностно-активными свойствами. Здесь необходимо отметить, что почвы аридной зоны крайне бедны органическим веществом. Содержание гумуса в них не превышает 1.2% (см. Балябо Н. К. Почвы орошаемых хлопкосеющих районов. В кн. Справочник по удобрениям. М. Колос, 1964, с. 71), что определяет, в свою очередь, резко выраженный дефицит ПАВ в почве. Восполнение указанного дефицита традиционными методами возможно путем внесения в почву органических удобрений (навоза, запашки сидеральных культур), однако, уровень развития животноводства и некоторые другие причины не позволяют использовать этот метод в широких масштабах. В связи с этим искусственное обобщение почвы ПАВ посредством внесения в нее обработанных ими семян является, очевидно, именно тем стимулирующим всхожесть, рост и развитие хлопчатника, фактором с той лишь разницей, что уступает традиционному с позицией минерального питания растений. Однако, не исключено, что наличие ПО-1Д в почве интенсифицирует процессы перевода малоусвояемых питательных веществ, имеющихся в почве в хорошо усвояемые, что и определяет наблюдаемый нами эффект стимуляции роста и развития растений хлопчатника.

В 1991 г была произведена производственная проверка эффективности обработки семян хлопчатника 0,03%-ным водным раствором ПО-1Д. Испытание способа проводили на орошаемых землях Каракумской опытно-мелиоративной станции Каракумского района Марыйской области. Опытный участок был отведен под арендный подряд. Семена хлопчатника (опущенные) перед посевом замачивают в течение 8 часов обычной арычной водой (контроль) и раствором ПО-1Д. Посев производили сеялкой СТХ-4А на площади 2 га (по две делянки площадью 0,5 га каждая в опыте и на контроле) 20 апреля 1991 г. Способ посева рядовой. Сорт хлопчатника АШ-25, норма высева семян 110 кг/га. Уход за посевами в опыте и на контроле проводился посредством проведения одних и тех же агромероприятий в один и те же сроки. Фенологические наблюдения и учет урожая по сумме трех доморозных сборов проводили на расположенных по диагонали каждой повторности опыта 3-х учетных бороздах длиной 10 м каждая. Полученные данные приведены в табл. 5.

Данные табл. 5 свидетельствуют, что замочка семян хлопчатника в течение восьми часов также достаточна эффективна, что и обработка семян водным раствором ПО-1Д в течение 24 часов. Проведенные фенологические наблюдения показали, что хлопчатник, взошедший из семян, замоченных 0,03%-ным раствором ПО-1Д растет и развивается лучше, чем на контроле. Первые всходы в опыте были получены на двое суток раньше, чем на контроле. Применение предложенного способа позволило получить по сумме 3-х доморозных сборов прибавку урожая в 5,6 ц/га.

В проведенных биологических опытах был использован ПО-1Д. Однако, одинаковую с ним химическую природу и физикохимические свойства имеют также такие препараты, как ЛС-РАС и ПО-1 (см. Абрамзон А. А. и др. Поверхностно-активные вещества. Справочник Л. Химия, 1979, с. 285). Эти препараты отличаются от ПО-1Д только содержанием основного вещества, консистенций, цветом, областью применения (табл. 6).

В связи с этим представляется очевидным, что обработка семян такими препаратами, как ПО-1 и ДС-РАС даст такой же результат, как и применение ПО-1Д. По этой причине притязания заявителя вполне обоснованно могут быть распространены на все вещества, относящиеся к натриевым солям алкилароматических сульфокислот, то есть на ПО-1 и ДС-РАС.

Таким образом, в отличие от прототипа применение предложенного способа предпосевной обработки семян позволяет существенно упростить и удешевить технологию выполнения работ. В частности, для осуществления способа не требуется использования как в прототипе установок высокого давления. При норме посева семян хлопчатника рядовым способом в 110 кг/га расход пенообразователя ПО-1Д для приготовления его водного раствора составит согласно расчетам от 9,35 до 53,75 г. При этом стоимость самого ПО-1Д составит от 1 до 5 коп. в ценах 1992 г. В связи с отсутствием серийного производства, применяемого в прототипе гумата натрия, заявитель не располагает данными по стоимости этого продукта. Однако ароматическая природа гуминовых кислот и сложность извлечения из почвы и других продуктов (см. А. Е. Возбуцкая. Химия почвы. М. Высшая школа, 1968, с. 52.53) дает основания полагать, что стоимость гумата натрия будет в десятки раз превышать стоимость пенообразователя ПО-1Д, в связи с чем заявленный способ с экономических позиций выгоднее. Если же учесть, что отпадает необходимость в использовании установок высокого давления для обработки семян, экономические выгоды от использования предлагаемого способа будут еще ощутимее. Предложенный способ отличается от прототипа также простотой в исполнении и позволяет на 3,5.5,6 ц/га повысить урожайность хлопчатника.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН, включающий воздействие на семена жидкой средой, содержащей стимулятор всхожести семян в концентрации 0,01 - 0,05% отличающийся тем, что в качестве стимулятора роста используют натриевые соли алкилароматических сульфокислот формулы C_nH_2n+1ArSO₃Na, где n 8 12; Ar остаток ароматического углеводорода, а воздействие осуществляют в течение 8 24 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2