Способ активации проращивания семян редиса

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может найти применение для предпосевной обработки семян редиса как активатора проращивания семян, повышения энергии прорастания, всхожести, роста и продуктивности ростков для селекции и семеноводства и получении проростков для здорового питания. Способ включает активацию проращивания семян редиса сорта Юбилейный с использованием кремнийсодержащего препарата. При этом семена редиса перед посевом замачивают на 120 мин в водном золе гидротермального нанокремнезема с полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм и его концентраций в рабочих растворах в диапазоне 0,0005% - 0,05%. Проращивание семян осуществляют при комнатной температуре 22°С с поддержанием их увлажнения водой. Способ обеспечивает расширение возможностей использования водных золей природного нанокремнезема гидротермального происхождения и определенных его концентраций с повышением энергии прорастания, всхожести семян редиса, активации роста, продуктивности с реализацией технологий получения проросших семян для получения микрозелени или в качестве предпосевной обработки семян для открытого и защищенного грунта, а также для селекции при получении новых высокопродуктивных сортов, отзывчивых на наноразмерный кремнезем. 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и может найти применение для предпосевной обработки семян редиса как активатора проращивания семян повышения энергии прорастания, всхожести, роста и продуктивности ростков для селекции и семеноводства и получении проростков для здорового питания.

Известен способ, в котором используют кремнийсодержащее удобрение, в состав которого входит зола рисовых растительных остатков - лузгу в комплексе с макро- и микроэлементами (патент № 2525582, опубликован 20.08.2014, Бюллетень №23, МПК С05 G1/00).

Однако, в известном удобрении кремниевого компонента в лузге содержится не более 10%, а остальные минеральные компоненты в виде солей и окислов имеют изменчивый состав, что может негативно влиять на рост и развитие растений особенно на первом этапе гетеротрофного питания растений при проращивании семян перед переходом на автотрофное питание при фотосинтезе. Также кремниевое удобрение вносится в почву в высоких концентрациях и не позволяет его использование в виде предпосевной обработки семян.

Известен также кремнийсодержащий препарат Энергия М, состоящий из силатрана - 1-хлорметилсилатрана и синтетического аналога фитогормона ауксина - крезацина, что реализовано в способе культивирования салата в закрытой системе фитотрона (патент РФ № 2702086, опубликован 03.10.2019, Бюл.. №28, МПК А01 G22/15). Несмотря на положительный эффект применения комбинированного препарата 1-хлометилсилатрана с крезацином для выращивания салатных культур в фитотронах способ реализует некорневую обработку растений рабочим раствором препарата на 18-20 день вегетации салатной культуры в периоде активного фотосинтеза и максимального покрытия поверхности розетками листьев растений. Это снижает эффективность реализации способа при переносе его применения с периода активного фотосинтеза вегетации растений на начальный этап - проращивание семян и их предпосевной обработки.

Также реализация на практике бинарных композиций менее технологична при приготовлении рабочих растворов и более затратная по суммарной стоимости его компонентов по сравнению с монопрепаратом.

Близким техническим решением к предлагаемому объекту является применение в сельском хозяйстве препарата, состоящего только из одного кремнийорганического вещества 1-хлорметилсилатрана, известного больше под товарным названием Мивал-Агро, который используется как универсальный регулятор роста растений, способный увеличить продуктивность на 10-20% (Интернет- cekator.ru/mival-agro, forundacha.ru)

Известный препарат широко используется для повышения урожайности сельскохозяйственных культур с его применением на различных этапах вегетации растений

В то же время субстанция Мивала-Агро - 1-хлорметилсилатран плохо растворим в воде и гидролизуется, как при длительном хранении, так и в процессе контакта с водой при приготовлении рабочих растворов перед обработкой растений, что затрудняет использование рабочих растворов. Данных по времени годности рабочих растворов перед применением препарата авторы не приводят, и в литературе они не описаны, что сужает применение в связи с неоднозначностью экологичности его использования, поскольку в результате гидролиза 1-хлорметилсилатрана образуются производные вещества от хлорметильного радикала при расщеплении кремний - углеродной связи. А это осложняет прогноз последующего применения препарата по листу в фазе активного фотосинтеза после предпосевной обработки растений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому объекту является решение SU 1353338 A1, 23.11.1987, в котором раскрыт способ активации проращивания семян редиса, включающий использование препарата, в котором предварительно замачивают семена редиса.

Технический результат - расширение возможностей использования водных золей природного нанокремнезема гидротермального происхождения и определенных его концентраций для повышения энергии прорастания, всхожести семян редиса, активации роста, продуктивности с реализацией технологий получения проросших семян для получения микрозелени или в качестве предпосевной обработки семян для открытого и защищенного грунта, а также для селекции при получении новых высокопродуктивных сортов, отзывчивых на наноразмерный кремнезем.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что семена редиса сорта Юбилейный перед посевом предварительно замачивают на 120 минут с использованием кремнийсодержащего препарата в виде водного золя гидротермального нанокремнезема с полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм и концентраций рабочих растворов в диапазоне 0,0005% - 0,05%, а проращивание семян осуществляют при комнатной температуре 22°С с поддержанием их увлажнения водой.

Способ осуществляют следующим образом.

В способе используют водный золь гидротермального нанокремнезема (ГНК), который получают из природных гидротермальных растворов Мутновского месторождения Камчатки (производство ООО «Наносилика»). В испытаниях использовали исходный водный золь ГНК с концентрацией по кремнезему 2,5 %, Для обработки семян исходный золь ГНК разводили дистиллированной водой до рабочих концентраций от 0,05 до 0,0005% по кремнезему Гидротермальный нанокремнезем обладает высокой биохимической активностью, высокой скоростью проникновения в семена растений, высокой сорбционную емкостью за счет размеров частиц кремнезема и их площади поверхности до 500 см²/г. В приготовленном рабочем растворе гидротермального кремнезема отсутствуют токсические вещества, что придает предлагаемому решению более высокую экологичность и биодоступность для семян, в частности, к эндосперму и позволяет интенсифицировать процесс проращивания семян в темноте для решения различных биотехнологических и селекционных задач.

Параметры размеров наночастиц преимущественно диапазона 10-20 нм достигаются возможностями ультрафильтрационного оборудования и технологиями проведения поликонденсации ортокремневой кислоты гидротермальных растворов Мутновского месторождения. Это позволяет обеспечить качественную обработку семян растений.

В качестве объекта исследований взят редис сорт Юбилейный (ООО «Агрофирма Поиск», д.Верея, Раменский район, Московская обл.).

Реализация способа приведена в нижеприведенных примерах.

Пример 1. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,05% исходный золь нанокремнезема концентрации 2,5 %, вводили из расчета 10 мл ГНК в 490 мл дистиллированной воды и перемешивали при комнатной температуре.

Семена редиса сорта Юбилейный обрабатывали полученным рабочим раствором, выдерживая их в растворе в течение 120 минут. В качестве контроля проводили обработку семян дистиллированной водой, выдерживая их в ней в течение 120 минут. Далее размещали семена растений по 2,0 г на блоки минеральной ваты размерами 25х18 (450 см²). Для каждого варианта обработки семян водными золями ГНК проводили по 3 повторности для каждой концентрации ГНК. Проверку всхожести семян проводили на 6-е сутки проращивания в темноте в термостате при комнатной температуре (22°С). На 3-и сутки термостатирования семян определяли энергию их прорастания. Термостатирование семян редиса при комнатной температуре (22°С) в процессе проращивания проводили при поддержании увлажнения минеральной ваты дистиллированной водой.

Пример 2. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,01% использовали 100 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,05% (см.пример 1), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян редиса сорта Юбилейный проводили аналогично приведенной схеме в примере 1.

Пример 3. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,005% использовали 250 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,01% (см. пример 2), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян редиса сорта Юбилейный проводили аналогично приведенной схеме в примерах 1 и 2.

Пример 4. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,001% использовали 100 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,005% (см. пример 3), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании и комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян редиса сорта Юбилейный проводили аналогично приведенной схеме в примерах 1,2,3.

Пример 5. Для приготовления рабочего раствора ГНК концентрации 0,0005% использовали 250 мл рабочего раствора ГНК концентрации 0,001% (см. пример 4), который разводили дистиллированной водой до объема 500 мл при перемешивании и комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян редиса сорта Юбилейный проводили аналогично приведенной схеме в примерах 1,2,3,4.

Проращивание семян редиса осуществляли в темноте в соответствии с ГОСТ 12038-84 («Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести». - М. Стандартинформ, 2011).

Результаты испытаний предложенного способа приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 Влияние водных золей ГНК на энергию прорастания (в %, 3-и сутки после посева) и всхожесть семян редиса сорт Юбилейный (в % на 6-е сутки после посева)
Варианты опытов: сорт, % ГНК	Энергия прорастания, %	Изменение энергии проращивания, %	Всхожесть, %	Изменение всхожести, %
контроль	94,6	-	98,1	-
0,0005 %	95,0	+0,4	97,9	- 0,2
0,001 %	96,0	+ 1,5	100,0	+ 1,9
0,005 %	94,5	- 0,1	99,1	+ 1,0
0,01 %	94,4	- 0,2	98,3	+ 0,2
0,05 %	94,2	- 0,4	100,0	+ 1,9

Таблица 2. Влияние водных золей ГНК на рост проростков при проращивании в темноте семян редиса сорта Юбилейный на 6-е сутки от посева

Варианты опытов: сорт, % ГНК	Высота ростков на 6 сутки, см	Изменение высоты ростков на 6 сутки, %	Масса 100 ростков на 6 сутки, г	Изменение массы 100 ростков на 6 сутки, %
контроль	12,2	-	15,8	-
0,0005 %	14,1	15,6	19,4	+ 22,8
0,001 %	14,3	17,2	19,1	+ 20,9
0,005 %	13,8	13,1	17,8	+ 12,7
0,01 %	13,0	9,0	17,7	+ 12,0
0,05 %	13,3	9,0	17,5	+ 10,8

Как видно из таблиц 1 и 2 применение наноразмерного кремнезема положительно сказывается на этапе проращивания семян редиса.

Применение ГНК при предпосевной обработке семян увеличивает энергию прорастания на 1,5% для варианта использования в обработке семян концентрации ГНК 0,001% при сохранении показателя энергии в пределах погрешности измерения относительно контроля. Также для широкого диапазона испытанных концентраций ГНК при обработке семян редиса наблюдается тенденция повышения всхожести при максимальном значении различий по сравнению с контролем на 1,9% (таблица 1).

Применение предлагаемого способа для редиса позволяет получить проросшие семена с увеличением продуктивности по росткам (масса 100 ростков, г) от 10,8% до 22,8% . При этом высота проростков редиса в испытанных концентрациях ГНК увеличивается по сравнению с контролем от 9,0% до 17,2% (табл.2). Это подтверждает выявленную возможность использования различных концентраций ГНК в селекционных работах по получению новых сортов редиса.

Полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что нанокремнезем, гидротермального происхождения является активатором проращивания семян редиса на этапе гетеротрофного питания за счет резервов, характеризующих сорт и может найти применение для снижения трудоемкости и затрат на предпосевную обработку, расширить области применения наноразмерного природного кремнезема гидротермального происхождения в технологии получения проростков семян и далее микрозелени для здорового питания, а также для использования в селекции и в полевом агропроизводстве.

Способ активации проращивания семян редиса сорта Юбилейный, включающий использование кремнийсодержащего препарата, при этом семена редиса перед посевом замачивают на 120 минут в водном золе гидротермального нанокремнезема с полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм и его концентраций в рабочих растворах в диапазоне 0,0005% - 0,05%, проращивание семян осуществляют при комнатной температуре 22°С с поддержанием их увлажнения водой.