Способ стимуляции всхожести семян пшеницы


 


Владельцы патента RU 2601578:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству и нанобиотехнологиям. Способ стимуляции всхожести семян пшеницы включает обработку семян раствором биологически активного вещества, при этом в качестве биологически активного вещества используют водорастворимую композицию наночастиц селена в альгинате натрия в концентрации 1,0-3,0 мг/л (по селену). Предложенный способ предпосевной обработки семян пшеницы нанобиокомпозицией на основе селена позволяет ускорить прорастание семян пшеницы, увеличить всхожесть и накопления биомассы надземной части и корней проростков и может быть использован в растениеводстве при разработке новых способов стимуляции роста и защиты растений. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству и нанобиотехнологиям, и может быть использовано для предпосевной обработки семян пшеницы.

К числу основных факторов повышения урожайности и качества сельскохозяйственных культур относятся биологически активные вещества, которые повышают иммунитет растений, улучшают усвоение питательных веществ почвы, стимулируют рост и развитие растений.

Известны различные препараты для стимуляции всхожести семян сельскохозяйственных растений, представляющие собой вещества химического, биологического и минерального происхождения, которые в малых концентрациях влияют на обмен веществ высших растений. К ним относятся препараты, содержащие различные формы селена. Известна основная биохимическая функция селена - участие в построении антиоксидантного фермента и защита организма от действия свободных радикалов, а селенодефицит может вызвать ряд разнообразных заболеваний у человека.

Известен способ увеличения продуктивности и биомассы фасоли под влиянием водного раствора селенита натрия с концентрацией 0,001% после замачивания семян и опрыскивания растений (Усубова Е.З., Жижаев A.M., Миронов П.В. Влияние селена на физиологические показатели и продуктивность фасоли сорта «Сакса» (Phaseolus vulgaris L. // Фундаментальные исследования. - 2012, №3. - С. 257-260).

Известен способ стимуляции роста и развития растений клевера, включающий предпосевную обработку семян водным раствором, содержащим селенат натрия в концентрации 0,001% (пат. РФ №2183394, кл. А01С 1/00, А01С 1/08).

Общим недостатком этих способов является их невысокая эффективность и высокая токсичность селенита и селената натрия.

Известен селенсодержащий препарат ДАФС-25 (производитель: ЗАО Сульфат" г. Саратов), который в 38-40 раз менее токсичен селенита Na, а селен в нем находится в более доступной органической форме. Однако, как указывают сами авторы, его действие на разных стадиях роста и развития растений неоднозначно (Давидчук II.В., Пучнин A.M. Селенсодержащие препараты (ДАФС-25) при возделывании кормовых растений // Фундаментальные исследования. - 2005. - С. 42-43).

Известно положительное влияние на семена сельскохозяйственно-значимых культур суспензии наночастиц селена, полученных путем инжекции в воду под воздействием лазерного импульса большой мощности (Никонов И.Н., Иванов Л.И.. Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э. Влияние наноразмерного селена на рост сельсохозяйственно-значимых культур. - Перспективные материалы. - 2009. - №4. - С. 54-57). Наночастицы, полученные физическими методами, в том числе воздействием лазерного импульса, обладают низкой агрегативной устойчивостью и быстро коагулируют. Это значительно снижает их биологическую активность.

Наиболее близким по технической сущности является способ предпосевной обработки семян пшеницы водорастворимой биологически активной композицией наночастиц серебра в альгинате натрия в концентрации 0,1-10,0 мг/л (по серебру) (Пат. UA 87159, кл. A61K 33/38, A61K 31/725, 2013), выбранный в качестве прототипа. Недостатком описанного способа являются невысокие показатели ростовой активности пшеницы.

В основу изобретения поставлена задача ускорения прорастания семян пшеницы, увеличения всхожести и накопления биомассы надземной части и корней проростков, а также расширение ассортимента эффективных биологически активных веществ для предпосевной обработки семян пшеницы.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе стимуляции всхожести семян пшеницы, включающем замачивание семян перед посевом в течение 4 ч в растворе биологически активного вещества, в качестве биологически активного вещества используют водорастворимую композицию наночастиц селена в концентрации 1,0-3,0 мг/л (по селену).

Композиция наночастиц селена представляет собой водный раствор наночастиц селена, где в качестве восстановителя используют L-цистеин, а в качестве стабилизатора - альгинат натрия. Действующими веществами этой композиции являются стабильные наноразмерные частицы селена и альгинат натрия. Соотношение селена к альгинату натрия 0,05-0,2.

Альгинат натрия относится к полисахаридам бурых морских водорослей и обладает широким спектром биологической активности (иммуномодулирующей, противоопухолевой, противовоспалительной, противовирусной, противогрибковой), а также не имеет побочных эффектов.

Новизна технического решения заключается в использовании в качестве биологически активного вещества водорастворимой композиции наночастиц селена.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и техническим результатом - ускорением прорастания семян пшеницы, увеличением всхожести и накоплением биомассы надземной части и корней проростков заключается в следующем.

Биологические свойства элемента селена наиболее активно проявляются в состоянии наночастиц. Попадая в биологические объекты, наночастицы селена образуют многочисленные, довольно длительно действующие скопления ионов, которые непрерывно образуются в незначительных концентрациях вокруг каждой частицы. Благодаря этому свойству наночастицы сильно отличаются по своему биологическому воздействию от ионов солей. В отличие от ионных форм наноразмерный селен менее токсичен и обладает пролонгированным действием, которое способствует повышению поглощения минеральных веществ, углеводного обмена, фотосинтеза и дыхания клеток. Таким образом, наноселен способствует защите иммунной системы и повышает сопротивляемость к неблагоприятным факторам внешней среды, благодаря чему происходит ускорение прорастания семян сельскохозяйственных растений, сокращение вегетационного периода, повышение иммунитета растений, снижение их заболеваемости и стимуляция роста и развития, что в конечном итоге обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Как видно из приведенных аналогов, соединения селена, в т.ч. наноселена, полученного другими способами, применялись в растениеводстве, однако особенно хороших результатов достигнуто не было. Механизм достижения высокой урожайности в нашем способе заключается, видимо, в химическом восстановлении селена цистеином и стабилизации альгинатом, что обеспечивает высокую стабильность наночастиц селена, и этот механизм ранее известен не был.

Таким образом, благодаря композиции высокостабильных наноразмерных частиц селена, полученных за счет его химического восстановления цистеином и стабилизацией альгинатом, достигаются особо хорошие результаты в стимулировании показателей ростовой активности пшеницы, решается давно существующая проблема, развивается новое направление применения нанотехнологий в сельском хозяйстве, что говорит в пользу неочевидности технического решения.

Примеры реализации изобретения для заявляемого способа предпосевной обработки семян пшеницы представлены в таблице. Во всех примерах семена пшеницы замачивали в течение 4 часов в растворе композиции наночастиц селена в альгинате натрия, а затем проращивали на фильтровальной бумаге в чашках Петри при температуре 24°С в течение 7 суток. На 7 сутки определяли всхожесть семян и накопление сухой биомассы корней и надземной части растений.

Как видно из данных, приведенных в таблице, максимальные значения всхожести и накопления биомассы проростков пшеницы наблюдалось при концентрации наноселена 1,0-3,0 мг/л (пример 2-4). При этом значительный прирост биомассы корней свидетельствует об усилении адаптивных свойств проростков.

Предложенный способ предпосевной обработки семян пшеницы нанобиокомпозицией на основе селена может быть использован в растениеводстве при разработке новых способов стимуляции роста и защиты растений.

Способ стимуляции всхожести семян пшеницы, включающий обработку семян раствором биологически активного вещества, отличающийся тем, что в качестве биологически активного вещества используют водорастворимую композицию наночастиц селена в альгинате натрия в концентрации 1,0-3,0 мг/л (по селену).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Семена шпината замачивают в течение 12-18 часов в 0,2%-ном растворе гидроперита и гумата калия/натрия с микроэлементами в соотношении 40-60+60-40%.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Для усиления роста растения осуществляют нанесение на семена указанного растения покрытия из композиции, содержащей по меньшей мере катионный гуар.

Изобретение относится к способам повышения продуктивности бахчевых культур. Осуществляют предпосевную обработку семян дыни и арбуза в течение 20 минут и последующее однократное опрыскивание в начале их цветения водным раствором регулятора роста.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Композиция содержит тебуконазол, природные или синтетические водорастворимые полимеры и высушенные части растений с содержанием сапонина не менее 20% при следующем соотношении компонентов (в мас.
Изобретение относится к способу получения целлюлозных волокон из жома сахарной свеклы. Способ включает измельчение и фракционирование жома сахарной свеклы, запаривание в водопроводной воде температурой 45-50°C в течение 5-10 минут, постепенный контролируемый нагрев до 60-65°C, добавление щавелевой кислоты до достижения рН=3,3-3,5, плавный контролируемый нагрев до 70-75°C, выдерживание при достигнутой температуре 25-35 минут, отжим, промывку с последующим отжимом, отмывку отжатой пульпы в водопроводной воде с последующим отжимом, ИК-конвективную сушку.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способу предпосевной обработки семян хлопчатника. Способ предпосевной обработки семян хлопчатника включает обработку семян раствором полимера, тщательное перемешивание, при этом в качестве полимера используют 3-5%-ный раствор рыбного клея в соотношении его к семенам по массе 1:3-5, содержащем 0,2% крезацина в качестве стимулятора роста растений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Для защиты гречихи от гречишного долгоносика проводят обработку семян за день до посева препаратом Круйзер с нормой расхода 0,7 л/т, почву после посева опрыскивают препаратом Децис Профи с нормой расхода 0,03 л/га, при достижении развития растений фазы всходы, появление первого листа их обрабатывают препаратом Фитоверм М с нормой расхода 2,5 л/га.

Изобретение относится к средствам для предпосевной обработки семян огурца. Композиция представляет собой раствор.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству, и может найти применение при возделывании чеснока. Для упрощения способа и повышения его продуктивности зубки обволакивают смесью амарантовой муки и парааминобензойной кислоты в соотношении 5:1, которую смачивают 1% водным раствором уксусной кислоты в количестве 1/6 часть от объема смеси, и в период посадки добавляют горячую золу в равной смеси со стимуляторов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Комплексное соединение метилового эфира 2-бензимидазолилкарбаминовой кислоты с природным полисахаридом получают путем механохимического взаимодействия в устройствах ударно-истирающего действия.
Наверх