Способ предпосевной обработки семян злаковых луговых трав

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ предпосевной обработки семян злаковых луговых трав, включающий использование кремнийсодержащего препарата. Для предпосевной обработки семян готовят рабочие водные золи гидротермального нанокремнезема концентраций 0,05 - 0,0005 % масс. на основе исходного водного золя нанокремнезема 2,5 %-ной концентрации с преобладанием размеров составляющих его частиц 10-20 нм, который получают из гидротермальных растворов Мутновского месторождения Камчатки. Время экспозиции семян в приготовленных разбавленных водой золях гидротермального нанокремнезема составляет 120 минут. Способ позволяет повысить эффективность стимулятора природного происхождения для развития растений на стадии проращивания семян. 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к повышению всхожести семян растений в растениеводстве и использования в получении пророщенных семян и микрозелени на основе злаковых луговых культур.

Известны способы использования крезацина для повышения всхожести семян сельскохозяйственных культур в сочетании с другими веществами, повышающими всхожесть семян (патенты: № 2454057, опубликован 11.03.20011, 2576534, опубликован 10.07.2014, 2583091 опубликован 10.05.2016, МПК А01С1/06)

Однако все указанные технические решения достаточно сложные, поскольку требуют дополнительного введения стимулирующих веществ.

Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве стимулятора для получения микрозелени индау посевного, используют водный золь нанокремнезема (Зеленков В.Н., Иванова М.И., Потапов В.В., Литнецкий А.В. «Гидротермальный нанокремнезем в технологии выращивания микрозелени индау посевного «Сборник научных трудов «Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты». Выпуск 25. – М.: РАЕН, 2017. - с.56-63).

В известном способе-прототипе водный золь нанокремнезема разных концентраций используют как дозированную подкормку в семенные лунки растений, начиная от посева семян, внося ее при поливе через день. Это ограничивает использование данного стимулятора роста растений и усложняет технологию.

Технический результат - расширение возможностей использования водных золей нанокремнезема, гидротермального (природного) происхождения, и определенных его концентраций для повышения всхожести семян злаковых луговых культур, стимуляции их роста и продуктивности, с реализацией технологий получения проросших семян, использования их для получения микрозелени, или в качестве предпосевной обработки в полевом кормопроизводстве, а также для использования в селекции для получения новых высокопродуктивных сортов, отзывчивых на наноразмерный кремнезем природного гидротермального происхождения.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что для обработки злаковых луговых культур, повышения их всхожести, роста на стадии проращивания семян в отличие от прототипа, семена перед посевом предварительно замачивают на 120 минут в водном золе гидротермального нанокремнезема полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием размеров 10-20 нм и концентраций рабочих растворов в диапазоне 0,050–0,0005%.

Способ осуществляют следующим образом.

Водный золь гидротермального нанокремнезема (ГНК) получен ультрафильтрационным, мембранным концентрированием наночастиц SiO_2, после поликонденсации молекул ортокремневой кислоты в гидротермальном растворе Мутновского месторождения Камчатки (производство ООО «Наносилика»). Используемый в испытаниях исходный золь нанокремнезема характеризовался начальной концентрацией по кремнезему 2,5 %, полидисперсностью составляющих его наночастиц с преобладанием частиц размером 10-20 нм. Для обработки семян 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. При такой обработке семена злаковых трав быстрее приживаются при подсеве на сенокосах и пастбищах, обладая высокой конкурентоспособностью в фитоценозе за счет более высокого уровня роста и развития.

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 злаковых видов луговых растений: овсяница (сорта Аллегро и Кварта) и полевица, сорт ВИК 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 1,5 г на блоки минеральной ваты размерами 25х18 (450 см² ). Для каждого варианта обработки семян водными золями ГНК проводили 3 повторности для каждой концентрации ГНК. Проверку всхожести семян проводили на 7-е сутки проращивания в темноте в термостате при комнатной температуре (22⁰ С). На 3-и сутки термостатирования семян определяли энергию их прорастания. Термостатирование семян растений 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 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы 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 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы 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 при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы 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 при комнатной температуре.

Обработку полученным раствором ГНК семян 2-х видов злаковых трав овсяницы (2 сорта) и полевицы проводили аналогично приведенной схеме в примере 1,2,3,4.

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

Таблица 1 Влияние водных золей ГНК на энергию прорастания семян (в %, 3-и сутки после посева) и всхожесть семян злаковых луговых трав (в % на 7-е сутки после посева)

Культура, сорт	Варианты по концентрациям ГНК в растворах обработки семян, %	% проросших семян
Энергия прорастания	Всхожесть
Овсяница, сорт Аллегро	0,05	25	80
	0,01	24	80
	0,005	25	82
	0,001	28	82
	0,0005	24	77
	Контроль ( без обработки)	26	78
Овсяница, сорт Кварта	0,05	19	76
	0,01	21	79
	0,005	22	78
	0,001	19	77
	0,0005	20	77
	Контроль (без обработки)	19	76
Полевица, сорт ВИК	0,05	82	80
	0,01	85	83
	0,005	88	85
	0,001	86	83
	0,0005	83	81
	Контроль ( без обработки)	84	82

Таблица 2. Влияние водных золей ГНК на рост проростков при проращивании в темноте семян злаковых видов луговых трав на 7-е сутки от посева

Культура, сорт	Концентрация ГНК в рабочем растворе, %	Высота ростков семян на 7 сутки, см	Изменение высоты ростков, %
Овсяница, сорт Аллегро	0,05	98	-3,9
	0,01	102	0
	0,005	103	+ 1,0
	0,001	105	+ 3,0
	0,0005	98	- 3,9
	контроль	102	-
Овсяница, сорт Кварта	0,05	89	+ 1,1
	0,01	91	+ 3,4
	0,005	93	+ 5,7
	0,001	94	+ 6,8
	0,0005	87	- 1,1
	контроль	88	-
Полевица, сорт ВИК	0,05	38	+5,6
	0,01	43	+19,5
	0,005	44	+22,2
	0,001	40	+11,1
	0,0005	36	+2,8
	контроль	35	-

Как видно из таблиц 1 и 2 применение наноразмерного кремнезема благотворно сказывается на этапе проращивания семян злаковых луговых трав независимо от их вида и сорта.

Применение ГНК при предпосевной обработке семян повышает всхожесть для всех исследованных сортов овсяницы (табл.1) от 78 % до 82 % (сорт Аллегро), от 76 % до 79 % (сорт Кварта) и от 82 % до 85 % для полевицы (сорт ВИК).

Наибольший эффект воздействия наночастиц кремнезема гидротермального происхождения, проявился при проращивании семян злаковых трав по показателям высоты ростков на 7-й день проращивания что соответствовало максимальному показателю увеличение высоты растений до 3,0.% для овсяницы сорта Аллегро, до 6,8 % для сорта Кварта и до 22,2 % для полевицы сорта ВИК.

Полученные данные позволяют заключить, что нанокремнезем гидротермального происхождения является стимулятором развития растений злаковых трав на стадии проращивания семян при гетеротрофном питании и может найти применение для снижения трудоемкости и затрат на предпосевную обработку семян, повышения эффективности и расширения области применения в технологии получения микрозелени овсяницы, полевицы, для использования в селекции и в полевом (луговом) агропроизводстве.

Способ предпосевной обработки семян злаковых луговых трав, включающий использование кремнийсодержащего препарата, отличающийся тем, что для предпосевной обработки семян готовят рабочие водные золи гидротермального нанокремнезема концентраций 0,05 - 0,0005 % масс. на основе исходного водного золя нанокремнезема 2,5 %-ной концентрации с преобладанием размеров составляющих его частиц 10-20 нм, который получают из гидротермальных растворов Мутновского месторождения Камчатки, при этом время экспозиции семян в приготовленных разбавленных водой золях гидротермального нанокремнезема составляет 120 минут.