Способ предпосевной обработки семян бобовых луговых трав
Владельцы патента RU 2748076:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр овощеводства" (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ предпосевной обработки семян бобовых 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 бобовых луговых культур.
Известен способ, при котором используют для предпосевной обработки семян крезацин - синтетический аналог фитогормона ауксина, который смешивают с раствором дифенилмочевины (патент № 2370936, опубликован 20.05.2009, МПК А01С1/06)
Используют также ряд методов с применением крезацина, в которых дополнительно вводят и другие вещества, повышающие 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 бобовых луговых культур 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 удобрения
Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что для обработки бобовых луговых культур, повышения их всхожести, высоты, продуктивности на стадии проращивания семян в отличие от прототипа, семена перед посевом предварительно замачивают на 120 минут в водном золе гидротермального нанокремнезема концентрации 0,050–0,0005%.
Способ осуществляют следующим образом
Водный золь гидротермального нанокремнезема (ГНК) получен ультрафильтрационным, мембранным концентрированием наночастиц SiO2, 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.
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 бобовых видов луговых растений: клевер (сорта Марс, Павловский 16) и люцерны (сорта Селена и Пастбищная 77) обрабатывали полученным рабочим раствором, выдерживая их в растворе в течение 20 минут. В качестве контроля проводили обработку семян дистиллированной водой, выдерживая их в ней в течение 120 минут. Далее размещали семена растений по 1,5г 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 поддерживании 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 4-х сортов семян бобовых луговых культур клевера и люцерны 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 4-х сортов семян бобовых луговых культур клевера и люцерны проводили аналогично приведенной схеме в примере 1,2.
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 4-х сортов семян бобовых луговых культур клевера и люцерны проводили аналогично приведенной схеме в примере 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 4-х сортов семян бобовых луговых культур клевера и люцерны проводили аналогично приведенной схеме в примере 1,2,3,4.
Проращивание семян бобовых 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 бобовых луговых культур (7-е сутки после посева)
| Культура, сорт | Варианты по концентрациям ГНК в растворах обработки семян | % проросших семян | |
| Энергия прорастания | Всхожесть | ||
| Клевер, сорт Марс | 0,05 | 33,0 | 51,1 |
| 0,01 | 33,7 | 52,1 | |
| 0,005 | 34,1 | 51,8 | |
| 0,001 | 33,6 | 51,8 | |
| 0,0005 | 33,1 | 51,3 | |
| Контроль ( без обработки) | 33,3 | 51,4 | |
| Клевер, сорт Павловский 16 | 0,05 | 27,2 | 59,4 |
| 0,01 | 27,0 | 59,9 | |
| 0,005 | 27,4 | 60,5 | |
| 0,001 | 27,0 | 59,8 | |
| 0,0005 | 26,8 | 60,2 | |
| Контроль (без обработки) | 26,9 | 59,8 | |
| Люцерна, сорт Селена | 0,05 | 41,9 | 77,2 |
| 0,01 | 42,2 | 78,1 | |
| 0,005 | 41,9 | 77,9 | |
| 0,001 | 42,3 | 78,2 | |
| 0,0005 | 41,8 | 77,9 | |
| Контроль ( без обработки) | 41,7 | 77,8 | |
| Люцерна, сорт Пастбищная 77 | 0,05 | 45,5 | 81,1 |
| 0,01 | 45,8 | 80,9 | |
| 0,005 | 46,1 | 82,0 | |
| 0,001 | 44,8 | 80,8 | |
| 0,0005 | 45,8 | 81,1 | |
| Контроль ( без обработки) | 44,9 | 80,7 |
Таблица 2. Высота, продуктивность проростков при проращивании в темноте семян бобовых луговых видов растений на 7-е сутки от посева
| культура, сорт | Концентрация ГНК в рабочем растворе | Высота ростков семян на 7 сутки | Увеличение высоты ростков, % | Масса 100 ростков, г | Увеличение массы ростков % |
| Клевер, сорт Марс | 0,05 | 44 | 7,3 | 2,5 | 13,6 |
| 0,01 | 47 | 14,6 | 2,8 | 27,3 | |
| 0,005 | 48 | 17,1 | 3,1 | 40,9 | |
| 0,001 | 48 | 17,1 | 2,9 | 31,8 | |
| 0,0005 | 43 | 4,9 | 2,4 | 9,1 | |
| контроль | 41 | - | 2,2 | - | |
| Клевер, сорт Павловский 16 | 0,05 | 34 | 0 | 2,1 | 0 |
| 0,01 | 35 | 3,0 | 2,2 | 4,8 | |
| 0,005 | 38 | 11,8 | 2,4 | 14,3 | |
| 0,001 | 37 | 8,8 | 2,3 | 9,5 | |
| 0,0005 | 35 | 3,0 | 2,2 | 4,8 | |
| контроль | 34 | - | 2,1 | - | |
| Люцерна, сорт Селена | 0,05 | 60 | 0 | 3,3 | 6,5 |
| 0,01 | 61 | 1,7 | 3,6 | 16,1 | |
| 0,005 | 63 | 5,0 | 3,8 | 22,6 | |
| 0,001 | 63 | 5,0 | 3,9 | 25,8 | |
| 0,0005 | 60 | 0 | 3,6 | 16,1 | |
| контроль | 60 | - | 3,1 | - | |
| Люцерна, сорт Пастбищная 77 | 0,05 | 63 | 0 | 3,2 | 3,2 |
| 0,01 | 65 | 3,2 | 3,3 | 6,5 | |
| 0,005 | 67 | 6,3 | 3,4 | 9,7 | |
| 0,001 | 66 | 5,0 | 3,5 | 12,9 | |
| 0,0005 | 66 | 5,0 | 3,2 | 3,2 | |
| контроль | 63 | - | 3,1 | - |
Как видно из таблиц 1 и 2 применение наноразмерного кремнезема благотворно сказывается на этапе проращивания семян бобовых луговых культур независимо от их вида и сорта.
Применение ГНК при предпосевной обработке семян повышает всхожесть для всех исследованных сортов клевера и люцерны (табл.1) от 0,4 % (клевер, сорт Марс) до 1,7 % (люцерна, сорт Пастбищная 77).
Наибольший эффект воздействия наночастиц кремнезема гидротермального происхождения, проявился при проращивании семян бобовых луговых культур по показателям высоты ростков на 7-й день проращивания, их продуктивности по показателю массы 100 ростков, что соответствовало максимальному показателю для клевера сорта Марс (увеличение высоты растений до 17,1 % и продуктивности до 41 %.
Полученные данные позволяют заключить, что нанокремнезем гидротермального происхождения является стимулятором развития растений бобовых луговых культур 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 клевера, люцерны, для использования в селекции и в полевом (луговом) агропроизводстве.
Способ предпосевной обработки семян бобовых 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.
