Способ предпосевной обработки семян
Владельцы патента RU 2729824:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ предпосевной обработки семян, заключающийся в циклической обработке семян внешними воздействиями при амплитуде воздействия, которая увеличивается с шагом 1,3…1,5 от полупериода к полупериоду обработки. В качестве источника внешнего воздействия поочередно применяют обработку отрицательными аэроионами и воздушно-тепловую обработку. При этом в первый полупериод обработку семян проводят отрицательными аэроионами в течение 52 минут, а воздушно-тепловую обработку – в течение 66 минут. Изобретение обеспечивает увеличение урожайности. 3 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, отрасли растениеводства, и может быть использовано на сельскохозяйственных предприятиях в технологических линиях обработки зерна.
Известен способ предпосевной обработки семян, заключающийся в том, что зерно засыпают в зерносушилку или установку активного вентилирования и продувают воздухом, температура которого составляет 20°С, скорость движения воздуха через зерновой слой - 0,2 м/с, время обработки составляет 3 часа (Бастрон Т.Н. Энергосберегающие режимы электрифицированных вентиляционных установок при подготовке семян зерновых культур к посеву / Т.Н. Бастрон //Автореферат дис. на соискание уч. ст. канд. техн. наук. - Барнаул, 1998, с.23.).
Недостатком известного способа является то, что температура воздуха, подаваемого в зерновой слой, остается постоянной, не зависит от исходной температуры семян, не изменяется в течение процесса обработки семян. Поэтому эффективность указанного способа является заниженной.
Известны разные виды предпосевной обработки семян, например, когда обрабатывают семена сельскохозяйственных культур в емкости, вращающейся со скоростью 120-150 об/мин, озоновоздушной смесью с концентрацией озона 10-80 мг/м3. Подают озоновоздушную смесь с помощью нагнетающего устройства производительностью 30 м3/ч (патент РФ№ 2248111, МПК A 01 C 1/00, опубл. 2005).
Известен способ предпосевной обработки семян, в котором водопроводную воду подвергают электрохимическому активированию с силой тока 0,50-0,55 А, а вполученных растворах проводят замачивание семян и их проращивание (патент РФ№ 2263432, МПК A 01 C 1/00, опубл.2005).
Известен способ предпосевной обработки семян хвойных деревьев, в котором обработку семян осуществляют потоком отрицательных аэроионов в течение 60 с при плотности их тока (3,3-3,5)·10-2 Кл/м2(патент РФ№ 2336686, МПК A01C 1/06, опубл. 2008).
Известен способобработкисемян, в котором осуществляют облучение семянэлектромагнитным СВЧ-полем при их турбулентном перемешивании в объемном резонаторе с принудительной вентиляцией (патент РФ №2185714, МПКA01C 1/00, опубл. 2002).
Известен способ предпосевной обработки семена,включающий воздействиеэлектромагнитнымиполем, фазово-модулированным колебаниями крайне низкочастотного диапазона в течение 40-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м (патент РФ№ 2179792,МПКA01C 1/00, опубл. 2011).
Известен способ обработки семян, в которомсемена обрабатывают импульсным электромагнитнымполем, создаваемым внутри ванны с раствором микроэлементов и семенами обмоткой одновременно с электрогидравлическим ударом, получаемым от излучателя, на электроды которого подается напряжение от источника импульсного тока (патент РФ №2175827, МПКA01C 1/00, опубл. 2001).
Известен способ предпосевной обработки семян, заключающийсяв смачивании семян риса полусухим способом раствором сернокислой меди и последующем воздушно-тепловом обогреве семян, в котором температура обогрева - 30-35°С, а обогрев семян ведут в течение суток (патент РФ№2265303,МПКA01C 1/00, опубл. 2005).
Недостатком известных способов является неэффективное использование адаптационных реакций семян, как биологических объектов, при предпосевной обработке.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ предпосевной обработки семян, при котором определяют исходную температуру семян и вентилируют семена воздухом, температуру которого изменяют по полупериодам обработки: в первый и третий полупериоды температура воздуха равна 1,3...1,5 исходной температуры семян; во второй и четвертый полупериоды - температуре атмосферного воздуха, при этом длительность одного полупериода составляет 1,1 часа (патент РФ№ 2257040, МПК A 01 C 1/00, опубл. 2005).
Недостатком известного способа является то, что он ограничен в применении только воздушно-тепловой обработкой семян и не предусматривает целенаправленного влияния на структуру урожая, невозможность использования многофакторных внешних воздействий при любом виде предпосевной обработки семян с учетом адаптационных реакций семян.
Задачей предлагаемого изобретения является управление процессами повышения урожайности и изменения структуры урожая при различных видах внешних воздействий на семена.
В результате использования предлагаемого изобретения повышается урожайность, осуществляется целенаправленное управление развитием растений, за счёт того, что подбирают требуемое сочетание действующих поочерёдно внешних воздействий и периодов их действия.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемомспособе предпосевной обработки семян, заключающемся в циклической обработке их внешними воздействиями при амплитуде воздействия увеличивающейся с шагом 1,3…1,5 от полупериода к полупериоду обработки, согласно изобретению, предварительно определяют минимальную величину каждого используемого воздействия на семена в первый полупериод обработки этим воздействием, при которой происходит наилучшее изменение посевных качеств, или изменяется структура урожая, или обеспечивается максимальная урожайность, при этом определяют так же требуемый период действия каждого из двух выбранных воздействий, причем действие на семена осуществляют поочерёдно разными воздействиями, а длительность первого и третьего полупериодов действия соответствует первому воздействию, а второго и четвёртого полупериодов – второму воздействию.
Экспериментальные лабораторные и производственные данные показывают, что все многочисленные способы предпосевной обработки обязательно дают эффект, выражающийся в прибавке урожая. Для получения такого эффекта, как правило, определяют величину внешнего воздействия на семена, при которой для данного воздействия прибавка урожая будет максимальной. В основу любого способа предпосевной обработки положен механизм реакций биологических объектов на внешние воздействия. В предлагаемом способе биологическим объектом является зерновка. В зависимости от величины внешнего воздействия меняется вид реакции биологического объекта (Гаркави, Л.Х. Адаптационные реакции и резистентность организма/ Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, М.А. Уколова - Ростов-на-Дону: издательство Ростовского университета, 1990. – 224 с.). На низком уровне воздействия, когда биологический объект только начинает «воспринимать, чувствовать» внешнее воздействие, реакцию объекта принято считать неспецифической. Это означает, что на любое внешнее воздействие биологический объект будет реагировать одинаково – повышает активность своих защитных систем. У семян, как биологического объекта, подвергающегося воздействию, это приводит к тому, что после высевания они более активно развиваются и дают больший урожай. При циклическом действии на семена одним видом воздействия, например электромагнитным полем постоянной частоты, с повышающейся амплитудой, как в прототипе, могут проявляться так называемые неспецифические реакции. Данные реакции в большей степени отражаются не только на величине урожайности, но и на его структуре: увеличивается количество продуктивных стеблей; увеличивается зелёная масса растений и т.д.
Многолетними полевыми экспериментами установлено, что при использовании чередования внешних воздействий наблюдаются новые реакции при развитии растений, или усиливаются реакции, полученные для конкретного вида воздействия.
Примеры определения минимальных доз воздействия на семена и требуемого периода воздействия.
В качестве критерия предпосевной обработки могут быть выбраны различные показатели. Например, количество и длина вторичных корней при уходе растения на зимовку (это важно для озимых культур), масса зелёных растений (это бывает важным при выращивании растений на корм). При селекционной работе важными показателями могут быть: количество продуктивных стеблей; длина колоса; количество зёрен в колосе и другие показатели. Если в качестве критерия оценки эффективности предпосевной обработки принимается не урожайность, а другой критерий, то и режимы обработки выбираются те, которые обеспечивают максимум выбранному критерию.
Осуществляют поэтапное выполнение работ по определению минимальной величины каждого используемого воздействия на семена в первый полупериод обработки этим воздействием и времени воздействия на семена.В качестве критерия эффективности предпосевной обработки примем увеличение урожайности.
Пример воздействия отрицательными аэроионами на семена.
На первом этапе с помощью счетчика аэроионов определяют концентрацию отрицательных аэроионов непосредственно над слоем зерна на складе, где хранится зерно. Концентрация отрицательных ионов составила 50 на см3. Из хранящегося зерна набирают его необходимый объём для проведения экспериментальных исследований. Объёма отобранного зерна должно хватать на троекратную повторность опытов, чтобы обеспечить достоверность полученных результатов. Для обработки использовали следующие концентрации отрицательных аэроионов: 80 на см3, 120 на см3 и 160 на см3. Указанные концентрации приняты с учётом того, что для управления адаптационными реакциями необходимо увеличение внешнего воздействия на 30…50%. Поэтому первоначальную концентрацию выбирают 80 на см3 (немного больше, 1,5 от 50). Вторая концентрация (120 на см3) также выбрана из этих соображений, третья (160 на см3), чтобы обеспечить равномерный шаг изменения фактора – 40 на см3. Время обработки отрицательными аэроионами принимают: 34 мин., 50 мин., 66 мин.Максимальное значение времени 66 минут обработки принято, как в прототипе. Остальные временные интервалы уменьшены, чтобы не пропустить вариант получения максимального эффекта от предпосевной обработки при меньшем полупериоде. Интервалы времени выбраны равномерно с шагом 16 минут. Для продувки использоваливоздух, находящийся в объёме зерносклада. Его температура составила 21 .
После определения интервала варьирования факторов провели трехуровневый двухфакторный эксперимент. Чтобы сократить количество экспериментов и получить адекватное описание реакций семян на обработку, использовали планирование эксперимента.Обработанные семена высевали на экспериментальные делянки. Перед уборкой урожая на контрольных делянках срезали растения вручную и анализировали биоурожайность, ц/га.В результате проведения эксперимента получены данные, которые использованы для нахождения уравнения регрессии, показывающего зависимость урожайности от концентрации отрицательных аэроионов и полупериода воздействия. В результате регрессионного анализа данных установлено, что наибольшая урожайность соответствует минимальной концентрации отрицательных аэроионов на первый полупериод обработки в количестве 95 на см3, при продолжительности полупериода 52 мин.
В качестве второго внешнего воздействия на семена выбрана воздушно – тепловая обработка. В первом полупериоде обработки семян их нужно продувать воздухом с температурой 1,3 исходной температуры зерна в течение 66 минут (1,1 часа).
Пример реализации заявляемого способа при внешних воздействиях двух видов проводили при чередовании двух внешних воздействий: обработка отрицательными аэроионами и воздушно – тепловая обработка.
Выше указано, что параметры обработки семян отрицательными аэроионами,следующие: для первого полупериода,концентрация отрицательных аэроионов – 95 на см3 с полупериодом воздействия – 52 мин. Для воздушно – тепловой обработки в первом полупериоде температура воздуха, которым продувают зерно,должна быть равна 1,3исходной температуры зерна. Исходная температура зерна была равна 20, поэтому температура воздуха, продуваемого через зерновой слой, должна быть 27. Полупериод воздействия составляет 1,1 часа (66 минут). В соответствии с формулой изобретения предпосевную обработку отрицательными аэроионами и воздушно – тепловым воздействием проводили в следующей последовательности:для первого полупериода обработки концентрация отрицательных аэроионов составляла 95 на см3 с полупериодом воздействия – 52 мин; во втором полупериоде обработки семян температура воздуха была равна 27, полупериод воздействия составлял 1,1 часа; втретьем полупериоде концентрация отрицательных аэроионов составляла 124 на см3 (1,3 концентрации отрицательных аэроионов в первом полупериоде обработки), при времени воздействия 52 минуты; в четвёртом полупериоде обработки семян температура воздуха была 36, с полупериодом обработки 1,1 часа. Обработанные семена высевали на экспериментальные делянки. В процессе роста растений проводили анализ их развития. Так после всходов и формирования листьев проводили анализ густоты всходов, количества стеблей и количества листьев на каждом растении. Для озимых культур (все эксперименты проводили с озимыми культурами) оценивали количество вторичных корней, длину растения. После зимовки, после формирования колосьев определяли массу 20 зелёных растений, количество растений на м2, количество стеблей на м2, количество продуктивных стеблей на м2 (количество стеблей, имеющих колосья). Перед уборкой урожая на контрольных делянкахсрезали растения вручную и анализировали следующие показатели: количество колосьев с 1 растения; высота растений, см; длина колоса, см; вес зерна с 1 колоса, г; число зерен в колосе, шт.; масса 1000 зерен, г; биоурожайность, ц/га.На экспериментальные делянки одновременно высаживали пять партий семян: контрольная партия – не обрабатывалась никакими внешними воздействиями; партия семян воздушно – тепловой обработки, как в прототипе; три партии семян обработанные двумя различными внешними воздействиями с режимами в соответствии с формулой заявляемого изобретения. Один из этих режимов описан выше – отрицательные аэроионы/воздушно – тепловая обработка. В результате экспериментальных исследований получены следующие данные (Таблица 1).
Таблица 1 - Результаты полевых опытов с обработанными семенами
| Наименование показателей | Варианты предпосевной обработки | ||
| Контроль | Отрицательные аэроионы/воздушно-тепловая обработка | Прототип | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Управление всхожестью и корневой системой | |||
| Густота всходов | 520 | 547 | 499 |
| Количество стеблей | 1,95 | 1,45 | 3,40 |
| Количество листьев | 6,5 | 5,5 | 10,9 |
| Количество вторичных корней | 2,2 | 1,6 | 3,6 |
| Управление развитием растения (зелёный анализ) | |||
| Длина растения | 19,3 | 19,0 | 26,3 |
| Масса 20 зелёных растений | 28,5 | 22,1 | 72,5 |
| Количество растений на м2 | 497 | 531 | 474 |
| Количество стеблей на м2 | 1046 | 1027 | 867 |
| Количество продуктивных стеблей на м2 | 814 | 923 | 786 |
| Количество колосьев с 1 растения | 1,64 | 1,74 | 1,66 |
| Высота растений, см | 77,7 | 73,9 | 78,2 |
| Управление структурой урожая | |||
| Длина колоса, см | 7 | 6,8 | 7,5 |
| Вес зерна с 1 колоса, г | 0,71 | 0,75 | 0,81 |
| Число зерен в колосе, шт. | 15,5 | 15,9 | 16,2 |
| Масса 1000 зерен, г | 45,6 | 48,7 | 48,3 |
| Биоурожайность, ц/га | 57,6 | 69,2 | 63,7 |
Представленные данные позволяют проанализировать эффективность использования вида обработки отрицательные аэроионы/воздушно-тепловая обработка. Так на ранних этапах развития, после появления всходов и развития корневой системы данная обработка показала лучший результат только по густоте полученных всходов (+5,19% по отношению к контролю и +9,62% по отношению к прототипу). При зелёном анализе наилучшие показатели получены для количества растений на м2 (+6,84% по отношению к контролю и + 12,03% по отношению к прототипу), количества продуктивных стеблей на м2 (+13,4% по отношению к прототипу и +17,43% по отношению к прототипу), количества колосьев с 1 растения (+6,1% по отношению к контролю и +4,8% по отношению к прототипу).При этом увеличение количества колосьев с 1-го растения и количества продуктивных стеблей на м2 можно считать преимуществом именно этого метода обработки, как специфической реакцией на комбинацию внешних воздействий. Исследуемый способ был наилучшим в структуре урожая по массе 1000 зёрен (+6,8% по отношению к контролю и +0,8% по отношению к прототипу), что обеспечило ему максимальную урожайность (+20,14% по отношению к контролю и +8,63 по отношению к прототипу). В сравнении с прототипом и контрольной партией данный способ может быть использован для повышения урожайности за счёт увеличения количества колосьев с одного растения и увеличения массы 1000 зёрен.
Аналогичная методика использовалась при определении режимов обработки семян при комбинированном воздействии: отрицательные аэроионы/положительные аэроионы. На первом этапе определяли минимальную концентрацию положительных аэроионов, при которых проявляется эффект увеличения урожайности после предпосевной обработки и время полупериода обработки.Для этого с помощью счетчика аэроионов определяли концентрацию положительных аэроионов непосредственно над слоем зерна на складе, где хранится зерно. Концентрация положительных ионов составила 80 на см3. Для обработки использовали следующие концентрации положительных аэроионов: 120 на см3, 180 на см3 и 240 на см3. Указанные концентрации приняты с учётом того, что для управления адаптационными реакциями необходимо увеличение внешнего воздействия на 30…50%. Поэтому первоначальная концентрация выбрана 120 на см3. Вторая концентрация (180 на см3) также выбрана из этих соображений, третья (240 на см3), чтобы обеспечить равномерный шаг изменения фактора – 60 на см3. Время обработки положительными аэроионами приняли: 34 мин., 50 мин., 66 мин. Максимальное значение времени обработки принято, как в прототипе. Остальные временные интервалы уменьшены, чтобы не пропустить вариант получения максимального эффекта от предпосевной обработки при меньшем полупериоде. Интервалы времени выбраны равномерно с шагом 16 минут. Для продувки использовали воздух, находящийся в объёме зерносклада. Его температура составила 21 .
После определения интервала варьирования факторов провели трехуровневый двухфакторный эксперимент. Чтобы сократить количество экспериментов и получить адекватное описание реакций семян на обработку использовали планирование эксперимента.Обработанные семена высевали на экспериментальные делянки. Перед уборкой урожая на контрольных делянках срезали растения вручную и анализировали биоурожайность, ц/га.В результате проведения эксперимента получены данные, которые использованы для нахождения уравнения регрессии, показывающего зависимость урожайности от концентрации положительных аэроионов и полупериода воздействия. В результате регрессионного анализа данных установлено, что наибольшая урожайность соответствует концентрации положительных аэроионов 162 на см3, при продолжительности полупериода 60 мин.
После проведения экспериментальных исследований по определению минимальной величины воздействия отрицательных и положительных аэроионов, нахождению значений полупериодов обработки каждым из воздействий установлено, что для циклической предпосевной семян разными воздействиями должен соблюдаться следующий режим: продувка зерна в течение 52 мин. воздухом, насыщенным отрицательными аэроионами до концентрации 95 на см3; продувка зерна в течение 60 мин. воздухом насыщенным положительными аэроионами до концентрации 162 на см3; продувка в течение 52 минут воздухом насыщенным отрицательными аэроионами до концентрации 142 на см3; продувка зерна в течение 60 мин. воздухом насыщенным положительными аэроионами до концентрации 211 на см3. После проведения обработки семена высевались на экспериментальные делянки. В процессе роста растений проводили анализ их развития. Анализировали густоту всходов, количество стеблей и количество листьев на каждом растении, оценивали количество вторичных корней, длину растения. После зимовки, после формирования колосьев определяли массу 20 зелёных растений, количество растений на м2, количество стеблей на м2, количество продуктивных стеблей на м2 (количество стеблей, имеющих колосья). Перед уборкой урожая на контрольных делянках срезали растения вручную и анализировали следующие показатели: количество колосьев с 1 растения; высота растений, см; длина колоса, см; вес зерна с 1 колоса, г; число зерен в колосе, шт.; масса 1000 зерен, г; биоурожайность, ц/га. Результаты этих исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты полевых опытов с обработанными семенами
| Наименование показателей | Варианты предпосевной обработки | ||
| Контроль | Прототип | Отрицательные аэроионы/положительные аэроионы | |
| 1 | 2 | 4 | 5 |
| Управление всхожестью и корневой системой | |||
| Густота всходов | 520 | 499 | 564 |
| Количество стеблей | 1,95 | 3,40 | 1,45 |
| Количество листьев | 6,5 | 10,9 | 5,7 |
| Количество вторичных корней | 2,2 | 3,6 | 1,75 |
| Управление развитием растения (зелёный анализ) | |||
| Длина растения | 19,3 | 26,3 | 20,6 |
| Масса 20 зелёных растений | 28,5 | 72,5 | 26,1 |
| Количество растений на м2 | 497 | 474 | 516 |
| Количество стеблей на м2 | 1046 | 867 | 784 |
| Количество продуктивных стеблей на м2 | 814 | 786 | 745 |
| Количество колосьев с 1 растения | 1,64 | 1,66 | 1,44 |
| Высота растений, см | 77,7 | 78,2 | 74,2 |
| Управление структурой урожая | |||
| Длина колоса, см | 7 | 7,5 | 6,3 |
| Вес зерна с 1 колоса, г | 0,71 | 0,81 | 0,69 |
| Число зерен в колосе, шт. | 15,5 | 16,2 | 13,2 |
| Масса 1000 зерен, г | 45,6 | 48,3 | 47,4 |
| Биоурожайность, ц/га | 57,6 | 63,7 | 51,6 |
Анализ данных таблицы 2 показывает, что исследуемый способ предпосевной обработки имеет преимущество по сравнению с контролем и обработкой по способу прототипа только по густоте всходов (+8,5% по отношению к контролю и +13,02% по отношению к прототипу) и количеству растений на м2 (+3,8% по отношению к контролю и +9,5% по отношению к прототипу). Эти преимущества не привели к увеличению урожайности, или увеличению зелёной массы растений. Поэтому такая предпосевная обработка не может быть рекомендована к применению.
Пример определения режимов предпосевной обработки семян комбинированным воздействием поля СВЧ и отрицательными аэроионами.Для определения минимальной величины воздействия на семена полем СВЧ были использованыизвестные данные, что при СВЧ воздействии на семена получается одновременное действие двух факторов: электромагнитного поля и нагрева зерна за счёт действия этого поля. Поскольку существуют ограничения на нагрев зародыша семени (температура его нагрева не должна превышать 55, в противном случае теряются посевные качества), то в качестве определяющего фактора была принята именно температура. Значение начальной минимальной температуры нагрева семян в первый полупериод обработки принимают 1,3 исходной температуры зерна.Для определения требуемого полупериода обработки проводили экспериментальные исследования. В процессе однофакторного эксперимента определяли полупериод воздействия, при котором будет максимальной прибавка урожайности. Для этого партии семян обрабатывали полем СВЧ таким образом, чтобы температура нагрева зародыша не превышала 1,3 исходной температуры зерна. Для этого контролировали температуру нагрева зародыша семян, размещая в нём термопару. Такой метод контроля апробирован ранее и опубликован в литературе (Васильев А.Н., Будников Д.А.,Васильев А.А.,Филоненко Д.А Исследование возможности использования термопар в СВЧ активной зоне/ Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве//Сборник научных трудов. Вып.7), Зерноград, ФГОУ ВПО АЧГАА, 2007.-С.82-85) Воздействовали на семена полем СВЧ таким образом (включая и выключая магнетроны), чтобы температура нагрева зародыша в первом полупериоде не превышала 1,3 исходной температуры зерна. В эксперименте исходная температура зерна была равна 20. При проведении эксперимента в первом полупериоде зародыш нагревали до 27. При снятии воздействия полем семена произвольно остывали до 24…25. За время полупериода принимали суммарное время в течение которого осуществлялся процесс «включения – выключения» магнетрона. Время полупериода в эксперименте изменяли в диапазоне 10…60 минут с интервалом 10 минут.Обработанные семена высевали на экспериментальные делянки. Перед уборкой урожая на контрольных делянках срезали растения вручную и анализировали биоурожайность, ц/га. Регрессионный анализ результатов эксперимента показал, что наилучшим полупериодом воздействия является время 26 минут.
На следующем этапе проводили экспериментальные исследования по комбинированному воздействию поля СВЧ и отрицательных аэроионов. В процессе эксперимента осуществляли комбинированную обработку семян полем СВЧ и отрицательными аэроионами: обработка семян полем СВЧ в течение 26 минут, чтобы температура нагрева зародыша не превышала 27; обработка семян в течение 52 мин. отрицательными аэроионами с концентрацией 95 на см3; обработка семян полем СВЧ в течение 26 минут, чтобы температура нагрева зародыша не превышала 36; обработка семян в течение 52 мин. отрицательными аэроионами с концентрацией 142 на см3 .После проведения обработки семена высевались на экспериментальные делянки. В процессе роста растений проводили анализ их развития. В соответствии с методикой описанной ранее анализировали густоту всходов, количество стеблей и количество листьев на каждом растении, оценивали количество вторичных корней, длину растения. После зимовки, после формирования колосьев определяли массу 20 зелёных растений, количество растений на м2, количество стеблей на м2, количество продуктивных стеблей на м2 (количество стеблей, имеющих колосья). Перед уборкой урожая на контрольных делянках срезали растения вручную и анализировали следующие показатели: количество колосьев с 1 растения; высота растений, см; длина колоса, см; вес зерна с 1 колоса, г; число зерен в колосе, шт.; масса 1000 зерен, г; биоурожайность, ц/га. Результаты этих исследований представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Результаты полевых опытов с обработанными семенами
| Наименование показателей | Варианты предпосевной обработки | ||
| Контроль | Прототип | СВЧ/отрицательные аэроионы | |
| 1 | 2 | 4 | 6 |
| Управление всхожестью и корневой системой | |||
| Густота всходов | 520 | 499 | 489 |
| Количество стеблей | 1,95 | 3,40 | 2,30 |
| Количество листьев | 6,5 | 10,9 | 7,7 |
| Количество вторичных корней | 2,2 | 3,6 | 3,4 |
| Управление развитием растения (зелёный анализ) | |||
| Длина растения | 19,3 | 26,3 | 20,2 |
| Масса 20 зелёных растений | 28,5 | 72,5 | 42,0 |
| Количество растений на м2 | 497 | 474 | 472 |
| Количество стеблей на м2 | 1046 | 867 | 988 |
| Количество продуктивных стеблей на м2 | 814 | 786 | 885 |
| Количество колосьев с 1 растения | 1,64 | 1,66 | 1,88 |
| Высота растений, см | 77,7 | 78,2 | 82,5 |
| Управление структурой урожая | |||
| Длина колоса, см | 7 | 7,5 | 7,3 |
| Вес зерна с 1 колоса, г | 0,71 | 0,81 | 0,76 |
| Число зерен в колосе, шт. | 15,5 | 16,2 | 15,5 |
| Масса 1000 зерен, г | 45,6 | 48,3 | 46,2 |
| Биоурожайность, ц/га | 57,6 | 63,7 | 67,4 |
Анализ данных таблицы 3 позволяет говорить, что исследуемый способ позволяет по сравнению с контролем и прототипом управлять развитием растения. Его применение дало увеличение продуктивных стеблей (+8,7% по отношению к контролю и +12,6% по отношению к прототипу), увеличение количества колосьев (+14,6% по отношению к контролю и +13,3% по отношению к прототипу) и увеличение высоты растений (+6,2% по отношению к контролю и +5,5% по отношению к прототипу). Увеличение количества продуктивных стеблей на м2 и увеличение количества колосьев с одного растения позволило по сравнению с контролем и прототипом получить большую биологическую урожайность (+17% по сравнению с контролем и +5,8% по сравнению с прототипом).
Результаты полевых опытов показывают, что подбором сочетаний внешних воздействий можно программировано добиваться конкретных результатов при развитии и формировании растений и получении урожая. Оптимальные параметры предпосевной обработки определяли исходя из критерия максимального урожая. Однако анализ экспериментальных данных показывает, различные виды предпосевной обработки могут быть использованы для получения других эффектов. Так из таблиц видно, что обработка семян в соответствии с прототипом даёт наибольшее количество вторичных корней, что имеет существенное значение для озимых культур. Так же этот режим предпосевной обработки в большей степени подходит для культур, идущих на зелёный корм, т.к. даёт наибольшее количество зелёной массы.
Использование отрицательных аэроионов с воздушно-тепловой обработкой позволяет увеличить количество продуктивных стеблей, массу 1000 зёрен и, как следствие, величину биоурожайности. Наибольшая длина колоса получена при режиме, соответствующем прототипу и СВЧ обработке с аэроионами. Режим комбинации отрицательных и положительных аэроионов был лучшим только по густоте всходов, что, однако, не привело к увеличению урожайности.
Следует отметить, что определение минимальной величины внешних воздействий на семена в первый полупериод обработки этим воздействием и полупериод воздействия осуществляли исходя из получения максимального урожая.
Предлагаемый способ предпосевной обработки семян позволяет не только увеличивать урожайность, но и улучшать корневую систему растений, увеличивать зелёную массу растений. В этом случае минимальные величины внешних воздействий на семена в первый полупериод обработки этим воздействием и полупериод воздействия могут иметь другие значения.
Способ предпосевной обработки семян, заключающийся в циклической обработке семян внешними воздействиями при амплитуде воздействия, которая увеличивается с шагом 1,3…1,5 от полупериода к полупериоду обработки, отличающийся тем, что в качестве источника внешнего воздействия поочередно применяют обработку отрицательными аэроионами и воздушно-тепловую обработку, при этом в первый полупериод обработку семян проводят отрицательными аэроионами в течение 52 минут, а воздушно-тепловую обработку – в течение 66 минут.
