Способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты
Владельцы патента RU 2373676:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный Аграрный Университет (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству в области растениеводства и представляет собой способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Способ включает предварительное увлажнение семян до влажности 14,5% и обработку их электромагнитным полем сверхвысокой частоты с удельной мощностью 1529 Вт/дм3 и экспозицией обработки 60-90 секунд до конечной температуры семян 44,5-54,75°С. Изобретение позволяет повысить посевные качества семян и обеззаразить их от семенных инфекций. 1 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству в области растениеводства, в частности к способам предпосевной обработки семян электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) масленичных культур, например семян горчицы.
Известен способ предпосевной обработки семян (патент РФ №2304372, А01С 1/00, 20.07.2008), включающий увлажнение семян и их обработку в электромагнитном поле, при этом семена увлажняют водой с температурой 24°С в течение 10 минут при соотношении семена:вода=4:1 соответственно, затем семена обрабатывают в СВЧ-поле с мощностью 540 Вт, экспозиции 60-90 секунд при конечной температуре семян 46,5…52,3°С (прототип).
Недостатком данного способа является недостаточно высокая степень обеззараживания семян от семенных инфекций.
Задача изобретения - повышение посевных качеств семян и их обеззараживание от семенных инфекций.
Технический результат, в отличие от прототипа, достигается тем, что способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты включает предварительное увлажнение семян и обработку их электромагнитным полем сверхвысокой частоты, при этом предварительно увлажненные семена до влажности 14,5% обрабатывают электромагнитным полем сверхвысокой частоты с удельной мощностью 1529 Вт/дм3 и экспозицией обработки 60-90 секунд до конечной температуры семян 44,5-54,75°С.
Семенные инфекции представляют чрезвычайную опасность для семян горчицы. Если не вести с ними борьбу, они способны на 30-45% снизить урожай семян, а в годы эпифитотий - полностью его уничтожить, нанося огромный экономический ущерб. Отдельные виды фузариозов способны выделять вредные для здоровья человека и домашних животных токсины. Пораженные ими семена совершенно не пригодны для использования в продовольственных и фуражных целях.
Согласно идее тепловой стимуляции для улучшения посевных качеств семян их необходимо нагреть на определенную (допустимую) температуру за определенное время. Предварительные исследования показывают, что на посевные качества, обеззараживание от семенных инфекций и урожайность семян оказывают влияние такие показатели, как удельная мощность ЭМПСВЧ, экспозиция нагрева семян, конечная температура семян, обработанных в СВЧ-поле.
Закладка лабораторных опытов: перед обработкой в ЭМПСВЧ семена увлажнялись в течение 2,5 минут до влажности 14,5%. Предварительно увлажненные семена горчицы помещали в камеру микроволновой печи, где при разных режимах производилось прогревание и обеззараживание семян от семенной инфекции. Анализ семян на определение биологической эффективности параметров СВЧ-поля и посевных качеств проводили с помощью биологического метода (метод влажных камер) в чашках Петри, в которые предварительно укладывали 2 слоя фильтровальной бумаги, смоченной до уровня наименьшей влагоемкости, на нее укладывали по 100 семян, прошедших обработку в СВЧ-поле при разных режимах, затем чашки Петри помещали в термостат. Учеты проводили через 7 суток. Устанавливалась лабораторная всхожесть семян и их зараженность семенной инфекцией. В процессе экспериментов определяли конечную температуру семян после их обработки в СВЧ-поле.
В соответствии с допустимой температурой нагрева семян выбиралось сочетание диапазона и удельной мощности Руд. (Вт/дм3) ЭМПСВЧ, за время, равное 30…90 с, при различных сочетаниях мощностей семена нагреваются до температуры 20-80°C, допустимая влажность семян до обработки в СВЧ-поле 14,5%.
Таким образом, вышеизложенное позволяет выделить два основных фактора воздействия на конечную температуру семян и принять следующие пределы их изменения:
x1 (τ) - 30-90 - экспозиция обработки, с;
х2 (Руд) - 509-2548 - удельная мощность ЭМПСВЧ, Вт/дм3.
Для определения всхожести семян горчицы подвергнутые воздействию ЭМПСВЧ семена, закладывались на проращивание в день обработки. Опыт по определению влияния ЭМПСВЧ на лабораторную всхожесть семян горчицы проводился согласно матрицы планирования Кона (Ко2) и состоял он из девяти вариантов и десятого контроля (семена не обрабатывались в поле сверхвысокой частоты). Полученные результаты приведены в таблице.
В опытах (варианты 1, 3, 5) применены жесткие режимы (максимальная удельная мощность 2548 Вт/дм3, время экспозиции от 30 до 90 секунд. При этом температура нагрева семян достигла 56,5-56,75-80,25°С соответственно, что губительно действует на семена, поэтому низкая всхожесть семян 55,5-46,0-7,5% соответственно, т.е. лабораторная всхожесть семян резко снижается.
Понизив режимы воздействия (варианты 2, 4, 6) до удельной мощности СВЧ-поля 509 Вт/дм3, времени экспозиции 30-90 секунд, получили температуру нагрева семян от 29,25-31,25-35,0°С соответственно. Это изменение приводит к яркому проявлению эффекта стимуляции семян - всхожесть повысилась до 79,5-87,0-91,5% соответственно. Но при этом наблюдается, что при удельной мощности СВЧ-поля 509 Вт/дм3 и экспозиции 30 секунд (вариант 4) происходит незначительное обеззараживание семян горчицы от возбудителей семенной инфекции: бактериоз на 100%, альтернариоз - происходит стимуляция роста возбудителей семенной инфекции, фузариоз - происходит обеззараживание на 13%, Р. Penicillium - идет резко стимуляция роста возбудителей семенной инфекции, лабораторная всхожесть семян горчицы составляет 79,5%. При удельной мощности СВЧ-поля 509 Вт/дм3 и экспозиции 60 секунд (вариант 6) наблюдается незначительное обеззараживание семян от бактериоза на 29,0%, от альтернариоза на 25,0%, от фузариоза на 39,0%, от Р. Penicillium на 67%, всхожесть семян составляет 87,0%. При удельной мощности СВЧ-поля 509 Вт/дм3 и экспозиции семян горчицы 90 секунд (вариант 2) наблюдается обеззараживание семян горчицы от бактериоза на 57,0%, от альтернариоза на 58,0%, от фузариоза на 17,0%, от Р. Penicillium - наблюдается рост возбудителей инфекции, всхожесть семян составляет 91,5%. Следовательно, из экспериментальных данных следует, что несмотря на высокую всхожесть семян горчицы после их обработки в СВЧ-поле при удельной мощности 509 Вт/дм3 происходит незначительное обеззараживание семян горчицы от возбудителей семенной инфекции.
При обработке предварительно увлажненных семян до 14,5% влажности в СВЧ-поле при мощности его 1529 Вт/дм3 и экспозиции 30 с (вариант 8) наблюдается всхожесть семян 83,5%, конечная температура нагрева семян 38,75°С и обеззараживание от бактериоза происходит на 29,0%, от альтернариоза на 42,0%, от фузариоза на 65,0%, от Р. Penicillium на 100%.
При обработке предварительно увлажненных семян горчицы до 14,5% влажности в СВЧ-поле при удельной мощности 1529 Вт/дм3 и экспозиции 60 с (вариант 9) наблюдается всхожесть семян 87,1%, конечная температура нагрева семян 44,5°С и обеззараживание семян от семенной инфекции: от бактериоза на 100%, от альтернариоза на 100%, от фузариоза на 91%, от Р.Penicillium на 100%.
При обработке предварительно до 14,5% увлажненных семян горчицы, в СВЧ-поле при удельной мощности 1529 Вт/дм3 и экспозиции 90 с (вариант 7) наблюдается всхожесть семян 91,0%, конечная температура семян 54,75°С, обеззараживание семян от бактериоза на 100%, от альтернариоза на 100%, от фузариоза на 100%, от Р. Penicillium на 100%.
Итак, оптимальными режимами способа предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ-полем) являются предварительно увлажненные семена горчицы до 14,5% влажности, режимы обработки - удельная мощность СВЧ-поля 1529 Вт/дм3, экспозиция 60-90 с, конечная температура нагрева семян 44,5-54,75°С. При этом лабораторная всхожесть семян горчицы составляет 87,1-91,0%, т.е. всхожесть семян увеличивается на 14,4-18,5%, обеззараживание семян происходит от бактериоза и альтернариоза на 100%, от фузариоза на 91,0-100%, от Р. Penicillium на 100%. Проведенные полевые опыты подтвердили выводы лабораторных испытаний.
Способ может быть легко использован в сельскохозяйственном производстве.
Способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты, включающий предварительное увлажнение семян и обработку их электромагнитным полем сверхвысокой частоты, отличающийся тем, что предварительно увлажненные семена до влажности 14,5% обрабатывают электромагнитным полем сверхвысокой частоты с удельной мощностью 1529 Вт/дм3 и экспозицией обработки 60-90 с, до конечной температуры семян 44,5-54,75°С.
