Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля. При этом семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин. Семена растений предварительно увлажняют. Способ обеспечивает высокоэффективное стимулирование семян для дальнейшего прорастания и развития. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам стимулирования роста растений на ранних стадиях развития путем воздействия электромагнитным излучением, и может быть использовано для предпосевной обработки семян и посадочного материала с целью стимулировать их прорастание и дальнейшее развитие.

Свойство электромагнитных полей влиять на процессы жизнедеятельности широко используется в сельском хозяйстве.

Известны способы предпосевной обработки семян с целью повышения всхожести, в которых в качестве физического фактора используют ультрафиолетовое излучение (RU 2312481, А01С 1/00, 20.12.2007, RU 2084100, А01С 1/00, 20.07.1997). Повышение всхожести незначительно.

Известен способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур путем воздействия на семена магнитного поля (RU 2261574, А01С 1/00, 10.10.2005). Эффективность способа невысока.

Известен способ предпосевной обработки посевного и посадочного материала сельскохозяйственных культур и послеуборочной обработки урожая путем воздействия низкочастотным высоковольтным импульсно-модулированным электрическим полем. Электрическое поле создают конденсатором, диэлектриком которого служат обрабатываемый материал и атмосферный воздух. Время воздействия составляет от 0,017 ч до 24 ч (RU 2487519, А01С 1/00, A01F 25/00, 20.07.2013). Способ отличается сложностью и низкой производительностью.

Известен способ стимуляции процессов жизнедеятельности биологических объектов. На объект воздействуют электромагнитным полем с одновременным пропусканием электрического тока в течение промежутка времени от 10 с до 2 ч. Величину напряженности электромагнитного поля задают в пределах 1-1000 Э (RU 2113108, A01G 7/04, А01С 1/00, 20.06.1998). Способ отличается сложностью реализации и большими энергозатратами при низкой эффективности.

Известен способ предпосевной обработки семян ячменя электромагнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ) с целью ускорения их прорастания и улучшения фитосанитарных свойств. Способ включает предварительное увлажнение семян водой с температурой 24°С в течение 10 мин при соотношении семена:вода = 4:1. Мощность СВЧ-поля 540 Вт, экспозиция 60-90 секунд до конечной температуры семян 46,5-52,3°С (RU 2304372, А01С 1/00, 20.08.2007). Недостатками способа являются сложность процедуры обработки, недостаточная эффективность, большие энергозатраты и узкая сфера применения, ограниченная одной культурой.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ предпосевной обработки семян горчицы электромагнитным полем сверхвысокой частоты, включающий предварительное увлажнение семян до влажности 14,5%. Обработку проводят в камере микроволновой печи при удельной мощности СВЧ-поля 1529 Вт/дм3 и экспозиции обработки 60-90 секунд до конечной температуры семян 44,5-54,75°С (RU 2373676, А01С 1/00, 27.11.2009 - прототип).

Способ-прототип позволяет повысить всхожесть семян горчицы и улучшить их фитосанитарные качества. Недостатками способа-прототипа являются большие энергозатраты и узкая сфера применения, ограниченная одной культурой.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты, который обеспечит высокую эффективность обработки, позволит существенно снизить энергозатраты и расширить сферу применения способа.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля, в котором семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты (КВЧ) при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин, при этом семена растений предварительно увлажняют.

Для увлажнения семян их замачивают в воде в течение 3-х часов при объемном соотношении семена : вода = 1:1.

КВЧ-излучение отнесено к сверхслабым воздействиям, количество поглощаемой объектом энергии мало, в то же время проведенные нами при разработке предлагаемого способа исследования показали, что эффект КВЧ-воздействия значителен.

В качестве КВЧ-излучателя использовали аппарат «Явь» с рабочей длиной волны 7,105 мм (частота 42194±10 МГц).

Предлагаемый способ был испытан в лабораторных условиях. Тест-объектами были семена: редиса (сорт 18 дней), огурца (сорт Конкурент), гороха (сорт Ранний), а также клубневые черенки картофеля сорта Удача. Увлажнение семян проводили в дистиллированной воде в течение 3-х часов. Выращивание экспериментальных растений вели в люминостате с ритмом освещения свет/темнота = 12/12 ч.

Тестирование влияния КВЧ облучения на развитие растений проводили с помощью ряда морфологических тестов, а также нами был применен неизвестный ранее способ тестирования эффективности рострегулирующего воздействия при помощи метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС). (Указанный способ является предметом отдельной заявки, поданной одновременно с данной). Спектры КРС регистрировались на спектрометре U1000, для возбуждения спектров использовали линию 514,53 нм излучения аргонового лазера. Способ тестирования при помощи метода спектроскопии КРС является высокочувствительным и может использоваться на самых ранних сроках культивирования растений.

Приводим примеры испытаний.

Пример 1.

Семена огурца замачивали в дистиллированной воде при объемном соотношении семена : вода = 1:1 в течение 3-х часов. Затем от них отделяли контрольные семена, которые не подвергали обработке КВЧ излучением, а опытные обрабатывали полем КВЧ при различной мощности потока излучения - от 0,1 мВт/см2 до 7 мВт/см2 - при равной экспозиции 5 мин. Далее все семена перекладывали в свежую дистиллированную воду при объемном соотношении семена : вода = 1:2 и через три часа изучали спектры КРС контрольной и опытной воды.

Наблюдаемые спектры КРС состоят из спектра КРС молекул воды и спектра фотолюминесценции веществ (метаболитов), которые переходят в воду из семян. Линии КРС чистой воды (1640 см-1 и 2800-3800 см-1) не изменяются со временем, и по интенсивности последней производится нормировка регистрируемых спектров, на которых фотолюминесценция метаболитов проявляется широкой полосой от 300 см-1 до 4000 см-1. Количество метаболитов характеризует степень пробуждения (прорастания) семян. В таблице 1 приведены данные анализа спектров фотолюминесценции по интегральной интенсивности (площади под кривыми спектров), полученные при различной мощности потока КВЧ излучения. (Площадь под кривой спектра фотолюминесценции пропорциональна концентрации вещества в растворе, то есть количеству метаболитов, вышедших в раствор культивирования). Площадь под кривой спектра фотолюминесценции контрольного раствора культивирования семян принималась за 100%.

Как видно из полученных данных, стимуляция развития зародыша семени, сопровождаемого выходом метаболитов в среду культивирования, наблюдается уже при малой мощности КВЧ облучения - при 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин. При увеличении мощности излучения до 5 мВт/см2 (экспозиция 5 мин) эффект ростстимулирующего воздействия сохраняется, при дальнейшем увеличении мощности постепенно снижается, и при мощности потока излучения 7 мВт/см2 и выше (экспозиция 5 мин) наблюдается ингибирование процесса прорастания семян.

Исследование влияния длительности экспозиции показало, что минимальное время стимулирующего КВЧ воздействия составляет 3 мин, ингибирование наблюдается при экспозиции не менее 5 мин.

В качестве иллюстрации приводим (см. чертеж) полученные спектры КРС среды культивирования в течение 3 часов семян огурца: К - контроль, необлученные семена; 1 - семена, облученные при мощности потока КВЧ облучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин (стимуляция прорастания); 2 - семена, облученные при мощности 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин (торможение прорастания). Как видно из наблюдаемых спектров, спустя 3 часа после культивирования семян в воде видны существенные отличия спектров фотолюминесценции опытных и контрольных растворов: количество метаболитов в среде культивирования облученных семян по варианту стимуляции значительно превосходит данные для контрольного раствора; согласно спектру опытного раствора с семенами, облученными по варианту торможения, выход метаболитов наблюдается, но их количество меньше, чем в контроле.

Полученные результаты далее проверялись на различных растениях с использованием морфологических тестов.

Пример 2.

Семена гороха замачивали в течение 3 часов в дистиллированной воде при объемном соотношении семена : вода = 1:1 и отделяли контрольные семена. Опытные семена обрабатывали КВЧ при мощности потока излучения 5 мВт/см2, экспозиции 3 мин (опыт 2.1) и при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиции 5 мин (опыт 2.2). Контрольные и опытные семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 48 ч и через 56 ч от начала опыта. Результаты приведены в таблице 2.

Пример 3.

Семена гороха, воздушно-сухие и увлажненные путем замачивания в дистиллированной воде в течение 3 ч при объемном соотношении семена : вода = 1:1, разделяли на контрольные и опытные, опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 1 мВт/см2, экспозиция 3 мин. Все семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 48 ч и через 56 ч от начала опыта. В опытном варианте с облучением сухих семян отмечено незначительное отличие от контроля (на 4% через 48 ч и на 6% через 56 ч). Облучение увлажненных семян привело к увеличению количества семян с длиной корня ≥0,5 см через 48 ч на 45% и количества семян с длиной корня ≥1 см через 56 ч на 40% по сравнению с контролем.

Пример 4.

Семена редиса после предварительного увлажнения в течение 3 часов в дистиллированной воде при объемном соотношении семена:вода = 1:1 разделяли на контрольные и опытные. Опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин. Все семена помещали в чашки Петри для проращивания в воде при температуре +20°С. Учет длины корня у проросших семян осуществляли через 40 ч от начала опыта. Количество проростков с длиной корня ≥0,5 см в опыте было 50%, в контроле лишь 20%.

Пример 5.

Из проросших на свету клубней картофеля Удача вырезали клубневые черенки с малой частью клубня. Отделяли контрольные черенки, опытные облучали КВЧ при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин и при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин. Все черенки высаживали в культуральные сосуды на увлажненный песок в люминостат. Через 10 суток вели учет качества выживших черенков. Высота опытных черенков, облученных при мощности потока излучения 0,1 мВт/см2, экспозиция 5 мин, была больше высоты контрольных черенков на 10-15%, корневая система более развита, чем в контроле. Высота опытных черенков, облученных при мощности потока излучения 7 мВт/см2, экспозиция 5 мин, была меньше высоты контрольных черенков на 7-12%, корневая система менее развита, чем в контроле.

Таким образом, предложен высокоэффективный способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля крайневысокой частоты, который позволит существенно снизить энергозатраты и легко может быть реализован в сельскохозяйственном производстве. Заявленный способ является универсальным, так как испытан на нескольких видах растений. При увеличении мощности потока КВЧ излучения от оптимальной наблюдается ингибирующее действие, что может использоваться в некоторых случаях, например, для угнетения нежелательного сезонного прорастания клубней картофеля.

1. Способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля, отличающийся тем, что семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВт/см2 и экспозиции обработки 3-5 мин, при этом семена растений предварительно увлажняют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для увлажнения семян их замачивают в воде в течение 3-х часов при объемном соотношении семена:вода =1:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обеззараживанию и очистке зерна одной культуры от вредителей. Линия содержит электродвигатель 12, загрузочный бункер 11, СВЧ-облучатель 3, УФ-облучатель 4 (ультрафиолетовый облучатель), устройство искровой обработки 9, которое состоит из разрядных электродов 5 и заземленных электродов 6, устройство поддува 10 озонированного воздуха, который поступает из озонатора 13, под транспортерной лентой 1.

Изобретение относится к приготовлению рабочей жидкости препаратов протравливателя семян. Система содержит бак для воды, бак для протравителя семян, заборно-напорную магистраль, снабженную струйным насосом.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ повышения содержания фотосинтетических пигментов и нестероидных фитоэстрагенов в овсе и люцерне, включающий предпосевную обработку семенного материала рабочим раствором с диспергированной суспензией наночастиц.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к покрытиям для защиты семян сельскохозяйственных культур. Способ обработки семян включает (a) нанесение покрытия из альгината, содержащего одно или большее количество средств защиты растений, выбранных из группы, включающей хлорфенвинфос, дихлорвос/DDVP, дикротофос, мевинфос, монокротофос, оксиметоат, оксидеметон-метил, фосфамидон, тетрахлорвинфос, трихлорфон, этипрол, фипронил, пирафлупрол и пирипрол, ацетамиприд, клотианидин, динотефуран, имидаклоприд, нитенпиратиаклоприд, тиаметоксам, спиносад, спинеторам, абамектин, эмамектинбензоат, ивермектин, лепимектин, милбемектин, гидропрен, кинопрен, метопрен, пирипроксифен, пиметрозин, флоникамид, пирифлухиназон, клофентезин, гекситиазокс, этоксазол, диафентиурон, фенбутатиноксид, пропаргит, хлорфенапир, бенсултап, картапгидрохлорид, тиоциклам и тиосултап-натрий, бистрифлурон, дифлубензурон, флуфеноксурон, гексафлумурон, луфенурон, новалурон, тефлубензурон, бупрофезин, циромазин, метоксифенозид, тебуфенозид, галофенозид, хромафенозид, амитраз, пиридабен, тебуфенпирад, толфенпирад, флуфенерим, циенопирафен, цифлуметофен, гидраметилнон, ацехиноцил, флуакрипирим, индоксакарб, метафлумизон, спиродиклофен, спиромезифен, спиротетрамат, флубендиамид, (R)-3-хлор-N1-{2-метил-4-[1,2,2,2-тетрафтор-1-(трифторметил)этил]фенил}-N2-(1-метил-2-метилсульфонилэтил)фталамид и (S)-3-хлор-N1-{2-метил-4-[1,2,2,2-тетрафтор-1-(трифторметил)этил]фенил}-N2-(1-метил-2-метилсульфонилэтил)фталамид, хлорантранилипрол, циантранилипрол, азадирахтин, амидофлумет, бифеназат, флуенсульфон, пиперонилбутоксид, пиридалил, сульфоксафлор, акринатрин, аллетрин, бифентрин, цифлутрин, лямбда-цигалотрин, циперметрин, альфа-циперметрин, бета-циперметрин, дзета-циперметрин, дельтаметрин, эсфенвалерат, этофенпрокс, фенпропатрин, фенвалерат, флуцитринат, тау-флувалинат, перметрин, силафлуофен, тефлутрин, тралометрин, и (b) сшивку альгината с помощью иона двухвалентного металла.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Предложен станок вибрационный для шлифования семян, содержащий шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины, рабочий орган в виде пружины, оборудованной устройством для изменения шага витков, бункер-дозатор, выгрузной лоток, установленные упруго на основании.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройством для обработки клубней картофеля перед посадкой или закладкой на хранение.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ выращивания риса включает обработку почвы, предпосевное внесение минеральных удобрений, обработку семян и посевов риса биостимулятором роста, посев и режим орошения, причем почвенные условия применения данного способа - бурые полупустынные почвы Калмыкии, минеральные удобрения добавляют в дозе N80P30, в качестве биостимулятора при обработке семян применяют Эдагум СМ в дозе 0,45 л/т, а при обработке вегетационных посевов в фазу кущения и трубкования - в дозе 0,5 л/га.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ получения биологических препаратов с фунгицидной активностью предусматривает культивирование штамма бактерий Bacillus amyloliquefaciens (ВКПМ: B-12464) на питательной среде, содержащей в качестве питательной основы отходы или побочные продукты спиртовой или пивоваренной промышленности, такие как послеспиртовая барда нативная или фильтрованная, или продукты переработки послеспиртовой барды по технологиям Dried Distillers Grains и Dried Distillers Grains with Solubles, или сухая, в том числе гранулированная, пивная дробина с добавлением патоки, или гидрола, или мелассы, или солодового экстракта при необходимости, в условиях постоянного перемешивания и аэрации.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложена композиция для предпосевной обработки семян зерновых культур, включающая протравитель и биологически активную добавку.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ обработки корнеплодов сахарной свеклы раствором фунгицидов при их уборке включает подачу очищенных корнеплодов к распиливающим рабочим органам, их обработку раствором фунгицидов и выгрузку, причем с целью равномерного покрытия корнеплодов раствором фунгицидов их однослойно распределяют в продольном направлении и придают вращение, а также осуществляют просушку теплым воздухом.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ стимулирования роста растений на ранних стадиях развития воздействием электромагнитного поля. При этом семена растений или черенки картофеля обрабатывают электромагнитным полем крайневысокой частоты при мощности потока излучения 0,1-5,0 мВтсм2 и экспозиции обработки 3-5 мин. Семена растений предварительно увлажняют. Способ обеспечивает высокоэффективное стимулирование семян для дальнейшего прорастания и развития. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 5 пр.

Наверх