Средство для предпосевной обработки семян гороха

Изобретение относится к области сельского хозяйства и биотехнологии. Средство включает салициловую кислоту и дополнительно содержит биофлавоноиды гречихи и источник магния при следующем соотношении компонентов, масс. %: салициловая кислота - 0,0001; биофлавоноиды гречихи - 0,0001; сульфат магния (MgSO₄) или хлорид магния (MgCl₂·6Н₂O) - 0,0001; вода - 99,9997. Средство в небольших дозах, по сравнению с рекомендуемыми дозами микроэлементов, повышает всхожесть, урожайность и устойчивость к болезням. 7 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и биотехнологии, в частности к средствам для предпосевной обработки семян и опрыскивания вегетирующих растений гороха, и может быть использовано при выращивании гороха для повышения иммунитета к корневым гнилям, поражаемости болезнями и вредителями и повышения продуктивности гороха.

Предпосевная обработка семян осуществляется веществами, обладающими защитно-стимулирующим действием, повышающими иммунитет, способствующими увеличению ростовой активности растений, защите их от болезней и вредителей и в конечном итоге повышению урожайности.

Известен широкий спектр ростовых веществ и средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Значительная часть этих препаратов относится к категории химических соединений, загрязняющих окружающую среду и создающих опасность для здоровья человека и животных. Вместе с тем требования экологии приводят к необходимости создания препаратов, относящихся к категории биопрепаратов, использование которых в малых дозах было бы эффективно.

Известно средство для предпосевной обработки семян НАРЦИСС BP, представляющее собой хитозан (50%), янтарная кислота (30%), глутаминовая кислота (80%), которое можно рассматривать как биопрепарат (Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации за 2004 год. Издательство «Агрорус», ООО «Агро 48», Липецк, стр.318) [1]. Норма расходования средства 1 л/т, он рекомендован для использования на рисе, пшенице, ячмене, подсолнечнике, огурцах.

В качестве средства повышения болезнеустойчивости известна также салициловая кислота, которая индуцирует устойчивость растений, например табака и огурца, к грибным и бактериальным заболеваниям (Тарчевский И.А., Максютова Н.Н., Яковлева В.Г. Влияние салициловой кислоты на синтез белков в проростках гороха.// Физиол. раст., 1996, т.43, №5. c.667-670 [2]).

Недостатком описанных выше препаратов является то, что их действие не распространяется на бобовые культуры, в частности горох.

Задачей изобретения является повышения болезнеустойчивости семян гороха и повышение их урожайности.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в известное средство, содержащее салициловую кислоту, согласно изобретению, дополнительно вводят биофлавоноиды гречихи и источник магния при следующем соотношении компонентов, мас, %:

Салициловая кислота	- 0,0001
Биофлавоноиды гречихи	- 0,0001
Сульфат магния MgSO4 или хлорид магния MgCl2…6H2O)	- 0,0001
Вода	- 99,9997

Биофлавоноиды гречихи являются регуляторами транспорта ауксинов - растительных гормонов, которые контролируют рост и развитие растений.

Антибактериальные и антигрибковые свойства биофлавоноидов защищают растения от возбудителей различных инфекционных болезней.

Биофлавоноиды гречихи предохраняют растения от стрессовых воздействий окружающей среды, в результате которых образуются свободные радикалы, нарушающие процессы жизнедеятельности клеток.

Методика выделения биофлавоноидов из гречихи

Выделение биофлавоноидов проводят из соломы гречихи. Солома измельчается при помощи мельницы до порошкообразного состояния. Затем в соотношении 14:100 (измельченная солома: дистиллированная вода) изготавливается эмульсия. Эмульсия доводится до кипения и кипятится 1,5 часа. После кипячения раствор охлаждается и фильтруется через плотную ткань.

В результате проведенных операций получается жидкость темно-коричневого цвета с характерным гречишным запахом. Выход составляет 20,6 мг биофлавоноидов из 1 кг соломы гречихи.

Важная роль магния для растения заключается в том, что он входит в состав хлорофилла, вещества, определяющего зеленый цвет растения. Хлорофилл жизненно важен для растений, поскольку он отвечает за поглощение энергии Солнца и превращение ее в химическую энергию, необходимую для жизнедеятельности.

Механизм действия предлагаемого средства заключается в том, что он вызывает экспрессию генов, ответственных за иммунитет, и активизирует ферменты и реакции, необходимые для синтеза хлорофилла и световой реакции фотосинтеза.

Эффективность предлагаемого средства определяют с помощью измерения величины активности антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы, пероксидазы и каталазы, являющейся экспресс-методом ускоренной оценки препаратов (Павловская Н.Е., Гринблат А.И. Активные формы кислорода и апоптоз /Сельскохозяйственная биология, 2010) [3].

Испытания компонентов предлагаемого средства проводили на семенах гороха сорта «Батрак».

Обработку проводили перед проращиванием в течение двух часов.

Показания активности ферментов супероксиддисмутазы, пероксидазы и каталазы измеряли в течение первых 10 дней проращивания, начиная с 3-го дня.

Контрольные варианты:

1 - вариант без обработки, т.е. замачивание семян гороха в течение 2-х часов в воде.

2 - Замачивание в течение 2-х часов в промышленном средстве «Нарцисс».

Варианты для испытаний (замачивание в течение 2-х часов):

1 - семена, обработанные салициловой кислотой 0,0001%;

2 - семена, обработанные Mg 0,0001%;

3 - семена, обработанные раствором биофлавоноидов 0,0001%.

Пример 1

Активность фермента супероксиддисмутазы измеряли на 3-и, 5-е, 7-е и 10-е сутки эксперимента. Выявлено повышение активности фермента по всем вариантам исследования. В контрольном варианте без обработки происходит повышение с 823 у.е. до 11023 у.е. к 7-м суткам и снижение до 1723 к 10-м суткам.

Контрольный вариант с применением промышленного средства «Нарцисс» - наблюдается более высокая активность фермента и, начиная с 3-их суток, активность поднимается с 4322 у.е. до 15024 у.е. и аналогично снижается до 3545 у.е.

В вариантах при обработке семян салициловой кислотой в концентрации 0,0001% по активности фермента наблюдается картина, аналогичная варианту без обработки - активность повышается с 812 у.е. (3-и сутки) до 11342 у.е., а затем снижается до 884 у.е.

При обработке семян гороха сульфатом магния в концентрации 0,0001% обнаружено, что активность супероксиддисмутазы составляет на 3-и сутки эксперимента 1823 у.е., к 7-м суткам повышается до 13102 у.е.

Обработка растворами биофлавоноидов в концентрации 0,0001% выявила значительное повышение активности фермента начиная с 3-их суток с 1823 у.е. до 14921 у.е. и аналогичное всем вариантам снижение активности к 10-м суткам до 4023 у.е. Обработка семян перед проращиванием предлагаемым средством показывает, что активность фермента повышается с 6878 у.е. (3-и сутки) до 16432 у.е. к 7-м суткам. Далее к 10-м суткам происходит снижение активности фермента до 4513 у.е. (Табл.1).

Таблица 1
Активность супероксиддисмутазы в побегах гороха сорта «Батрак» (у.е.)
Варианты обработок	Активность супероксиддисмутазы в у.е. по суткам
3-и сутки	5-е сутки	7-е сутки	10-е сутки
Контроль, семена без обработки	823	1529	11023	1723
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	4322	3673	15024	3545
Семена, обработанные салициловой кислотой 0,0001%	812	993	11342	884
Семена, обработанные Mg 0,0001%	1234	1990	15172	1027
Семена, обработанные раствором биофлавоноидов 0,0001%	1823	4156	14921	4023
Семена, обработанные предлагаемым средством	6878	4267	16432	4513

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о проявлении ферментативной активности по всем вариантам исследований. Однако в сравнении с промышленным средством «Нарцисс» предлагаемое средство показывает более высокую активность фермента супероксиддисмутазы.

Пример 2.

Активность фермента пероксидазы измеряли одновременно с активностью фермента супероксиддисмутазы на 3-и, 5-е, 7-е и 10-е сутки эксперимента на горохе сорта «Батрак». Выявлено, что по всем вариантам исследования происходит неуклонное повышение активности. Так, в контрольных семенах без обработки активность повышается со 111 у.е. до 168 у.е.

При обработке семян гороха промышленным средовом «Нарцисс» активность пероксидазы имеет более высокие показатели: 3-и сутки - 130 у.е., 5-е сутки 150 у.е., 7-е сутки - 169 у.е., 10-е сутки - 217 у.е.

Замачивание семян в салициловой кислоте дает следующие показатели 3-и сутки - 122 у.е., 5-е сутки - 134 у.е., 7-е сутки - 167 у.е., 10-е сутки - 2 198 у.е.

Использование для замачивания семян сульфата магния показывает, что активность фермента также неуклонно повышается и имеет высокие значения. Так, на 3-и сутки - 178 у.е., 5-е сутки 279 у.е., 7-е сутки - 662 у.е., 10-е сутки - 1066 у.е.

Применение раствора биофлавоноидов показывает еще более высокую активность пероксидазы, чем в предыдущих вариантах: 3-и сутки - 176 у.е., 5-е сутки - 200 у.е., 7-е сутки - 798 у.е., 10-е сутки - 1143 у.е.

Предлагаемое средство выявило еще более значительное повышение активности фермента пероксидаза: 3-и сутки - 257 у.е., 5-е сутки - 373 у.е., 7-е сутки - 910 у.е., 10-е сутки - 1615 у.е. (Табл.2).

Таблица 2
Активность пероксидазы в побегах гороха сорта «Батрак» (у.е.)
Варианты обработок	Активность пероксидазы в у.е. по суткам
3-и сутки	5-е сутки	7-е сутки	10-е сутки
Контроль, семена без обработки	111	119	151	168
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	130	150	169	217
Семена, обработанные салициловой кислотой 0,0001%	122	134	167	198
Семена, обработанные Mg 0,0001%	178	279	662	1066
Семена, обработанные раствором биофлавоноидов 0,0001%	176	200	798	1143
Семена, обработанные предлагаемым средством	257	373	910	1615

Таким образом, изучение активности фермента пероксидаза показало, что наиболее высокая активность проявляется в варианте с предлагаемым средством.

Пример 3.

Пероксидаза и каталаза конкурируют за субстрат - перекись водорода и активность отдельно каждого фермента зависит от работы «партнера». В предыдущем примере отмечалось увеличение активности пероксидазы гороха. По результатам проведенных испытаний видно снижение каталазной активности по мере роста проростков.

Так, в контрольном варианте без обработки активность снижается с резким скачком на первых этапах со 4,2 у.е. до 3,1 у.е. на 5-е сутки, к 7-м до 3,0 у.е. и к 10-м до 2,6 у.е.

При обработке семян гороха промышленным средовом «Нарцисс» активность каталазы также снижается, но скачок наблюдается к 7-м суткам: 3-и сутки - 16,3 у.е., 5-е сутки 13,7 у.е., 7-е сутки - 4,1 у.е., 10-е сутки - 3,0 у.е.

Замачивание семян в салициловой кислоте дает следующие показатели 3-и сутки - 3,9 у.е., 5-е сутки - 3,2 у.е., 7-е сутки - 2,0 у.е., 10-е сутки - 1,8 у.е.

Использование для замачивания семян сульфата магния показывает, что активность фермента также снижается. Так, на 3-и сутки - 12,4 у.е., 5-е сутки - 23,2 у.е., 7-е сутки - 23,1 у.е., 10-е сутки - 18,9 у.е.

Применение раствора биофлавоноидов показывает следующие значения: 3-и сутки - 14,1 у.е., 5-е сутки - 5,7 у.е., 7-е сутки - 4,9 у.е., 10-е сутки - 2,9 у.е.

Предлагаемое средство также показало снижение активности фермента каталазы: 3-и сутки - 21,3 у.е. соответственно, 5-е сутки 14,7 у.е., 7-е сутки - 6,1 у.е., 10-е сутки - 3,2 у.е. (Табл.3).

Таблица 3
Активность каталазы в побегах гороха сорта «Батрак» (у.е.)
Варианты обработок	Активность каталазы в у.е. по суткам
3-и сутки	5-е сутки	7-е сутки	10-е сутки
Контроль, семена без обработки	4,2	3,1	3,0	2,6
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	16,3	13,7	4,1	3,0
Семена, обработанные салициловой кислотой 0,0001%	3,9	3,2	2,0	1,8
Семена, обработанные Mg 0,0001%	12,4	23.2	23,1	18,9
Семена, обработанные раствором биофлавоноидов 0,0001%	14,1	5,7	4,9	2,4
Семена, обработанные предлагаемым средством	21,3	14,7	6,1	3,2

Таким образом, установлено снижение активности фермента каталазы, причем в вариантах с применением салициловой кислоты, магния, биофлавоноидов и самого предлагаемого средства снижение происходит плавно, без резких скачков, что не наносит вреда физиологическому состоянию самого растения.

Следовательно, в результате лабораторных испытаний выявлено, что все предлагаемые варианты исследований проявляют биологическую активность по отношению к ферментам антиоксидантной системы: супероксиддисмутаза, пероксидаза и каталаза. Однако наиболее высокую биологичекую активность проявляет предлагаемое средство, которое мы выносим для дальнейших испытаний в полевых условиях.

Пример 4.

Действие предлагаемого средства испытывалось в полевых условиях на сорте гороха «Батрак» путем замачивания семян перед посевом в растворе препарата и дальнейшего опрыскивания растений в фазу бутонизации и цветения.

На сорте гороха «Батрак» исследовано действие предлагаемого средства в сравнении с контрольными вариантами: вариант без обработки и вариант с применением средства «Нарцисс» на зараженность микрофлорой семян.

В варианте без обработки выявлена зараженность, составляющая 15,9%, тогда как в варианте с применением средства «Нарцисс» 10,2%.

Использование предлагаемого средства снижает зараженность до 7,1% (Табл. 4).

Таблица 4
Зараженность патогенной микрофлорой семян гороха «Батрак»
Варианты обработки	Зараженность, %
Контроль, семена без обработки	15,9
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	10,2
Семена, обработанные предлагаемым средством	7,1

Таким образом, показано, что наименьший процент зараженности выявлен при использовании предлагаемого средства.

Пример 5.

В полевых условиях испытано предлагаемое средство. Показано, что в контрольном варианте без обработки в период бутонизации развитие корневых гнилей составляет 47,2%, а в период плодообразования возрастает до 67,5%.

В случае применения средства «Нарцисс» поражение корневыми гнилями снижается до 31,6% в период бутонизации, а в период плодообразования возрастает до 69,3%.

При применении предлагаемого средства поражение корневыми гнилями снижается в период бутонизации до 26,6%, и в период плодообразования до 60,8% (Табл. 5).

Таблица 5
Развитие корневых гнилей на горохе «Батрак»
Варианты обработки	Развитие корневой гнили, %
Бутонизация	Плодообразование
Контроль, семена без обработки	47,2	67,5
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	31,6	69,3
Семена, обработанные предлагаемым средством	26,9	60,8

Таким образом, показано сдерживающее действие для образования корневых гнилей предлагаемого средства как в период бутонизации, так и в период плодообразоавания в сравнении с промышленным средством «Нарцисс».

Пример 6.

Изучение в полевых условиях повреждений зерновкой и плодожоркой семян гороха сорта «Батрак» выявило, что образец без обработки поражается зерновкой на 6%, а плодожоркой на 61,3%.

Обработка средством «Нарцисс» снижает поражаемость плодожоркой до 3,8%, а зерновкой до 52,8%.

Обработка предлагаемым средством снижает повреждение до 2,0% зерновкой, а поражение плодожоркой до 46,2% (Табл. 6).

Таблица 6
Повреждение зерновкой и плодожоркой гороха сорта «Батрак»
Вариант обработки	Поврежденность зерна, %
Зерновка	Плодожорка
Контроль, семена без обработки	6,0	61,3
Контроль, семена, обработанные средством «Нарцисс»	3,8	52,8
Семена, обработанные предлагаемым средством	2,0	46,2

Таким образом, показано, что наибольшее снижение поражаемости гороха зерновкой и плодожоркой наблюдается при обработке предлагаемым средством.

Пример 7.

Анализ полевых данных показывает, что в контрольном варианте без обработки количество бобов составляет 3,72 штуки в среднем, количество семян на растении - 13,06, вес семян составляет 59,25 г, масса 1000 семян 178,4 г, а урожайность составила 14,40 ц/га.

Контрольный вариант с использованием средства «Нарцисс» - количество бобов на одном растении составляет 4,27 штуки в среднем, количество семян на растении - 12,83, вес семян составляет 53,85 г, масса 1000 семян 179,30 г, а урожайность составила 17,70 ц/га.

Используемое предлагаемое средство показало: количество бобов составляет 4,58 штуки в среднем, количество семян на растении - 14,39, вес семян составляет 62,57 г, масса 1000 семян 189,20 г, а урожайность составила 21,50 ц/га (Табл. 7).

Таблица 7
Структура урожая и урожайность гороха сорта «Батрак»
Вариант	Кол-во бобов, шт.	Кол-во семян, шт.	Вес семян, г	Масса 1000 семян, г	Урожайность, ц/га
Контроль, семена без обработки	3,72	13,06	59,25	178,4	14,40
Контроль семена, обработанные средством «Нарцисс»	4,27	12,83	53,85	179,30	17,70
Семена, обработанные предлагаемым средством	4,58	14,39	62,57	189,20	21,50

Таким образом, проведенные исследования на формирование структуры урожая показали, что наиболее эффективным является предлагаемое средство.

Преимущества данного средства обусловлены способностью индуцировать болезнеустойчивость растений гороха за счет компонентов сигнальной системы устойчивости.

Таким образом, использование предлагаемого средства позволит повысить болезнеустойчивость, поражаемость вредителями растений гороха в период вегетации и его продуктивность.

Средство для предпосевной обработки семян гороха, содержащее салициловую кислоту, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит биофлавоноиды гречихи и источник магния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Салициловая кислота	0,0001
Биофлавоноиды гречихи	0,0001
Сульфат магния (MgSO4) или
хлорид магния (MgCl2·6Н2О)	0,0001
Вода	99,9997