СТИМУЛЯТОР ПРОРАСТАНИЯ, РОСТА И РАЗВИТИЯ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ И СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ ПРОРАСТАНИЯ, РОСТА И РАЗВИТИЯ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ
STIMULATOR FOR GERMINATION, GROWTH AND DEVELOPMENT OF WOODY PLANTS AND METHOD OF STIMULATING GERMINATION, GROWTH AND DEVELOPMENT OF WOODY PLANTS

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а именно к способам стимулирования прорастания семян и роста древесных растений, и может быть использовано для предпосевной обработки семян древесных культур при их выращивании в лесных питомниках, лесничествах и приусадебных хозяйствах.
Известное химическое соединение - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (ПГМГ НСl) - общей формулы
,
с молекулярной массой 4-10 тыс. усл. ед. ранее использовалось в составе дезинфектантов, поверхностно-активных веществ, протравливателей семян (Сафонов Г.А., Гембицкий П.А., Калинина Т.А. и др. Получение полигексаметиленгуанидинов // Химическая промышленность. 1989. - № 12. - С.903-905; Потемкин А.С. Эффективность новых средств для дезинфекции при персиниозах и сальмонеллезах // Сб. тр. МоНИКИ. - М. - 1990. - С.57-59).
Отмечено применение полигексаметиленгуанидиновых соединений с молекулярной массой от 5 до 50 тыс. усл. ед. в качестве антисептиков для защиты растений, птицы, животных от патогенной микрофлоры, вызывающей различные заболевания (Патент РФ № 2136155 от 21.05.98 г., кл. А01N 47/44).
Однако применение полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида в качестве стимулятора прорастания, роста и развития древесных растений для предпосевной обработки их семян не было известно ранее.
В основу изобретения на применение поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - эффективных стимуляторов прорастания семян и роста древесных растений, повышение эффективности стимулирования прорастания семян, ускорения роста древесных культур на ранних этапах онтогенеза, выживаемости и получения проростков и сеянцев древесных растений в лесных питомниках и лесничествах для возобновления и пополнения молодняка древесных растений в лесах стран СНГ.
Поставленная задача решается тем, что впервые в качестве стимулятора прорастания, роста и развития древесных растений применено известное химическое соединение - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид - общей формулы
,
соответствующее молекулярной массе от 5 до 9 тыс. усл. ед.
Использование заявленного изобретения на применение позволяет повысить прорастаемость семян древесных растений, их выживаемость, устойчивость к заболеваниям, ускорить рост их сеянцев на ранних этапах развития и в целом повысить эффективность лесного воспроизводства, что подтверждается представленными ниже примерами 1-3 и полученными результатами, приведенными в таблицах 1-4.
Известен способ стимулирования прорастания семян хвойных пород деревьев, включающий обработку семян раствором сульфатного черного щелока путем замачивания (А.с. СССР №676252, кл. А01N 61/00, 1977). К недостаткам этого способа относятся большая трудоемкость операций обработки семян и дороговизна процесса.
Также известен способ предпосевной обработки семян сосны, ели, лиственницы для увеличения их прорастания и всхожести путем выдерживания их под снегом в течение 1-2 месяцев (А.с. СССР № 1417811, кл. А01С 1/00, 1986), к недостаткам которого можно отнести большую длительность периода предпосевной обработки семян (несколько месяцев) и который хотя и приводит к увеличению всхожести семян, но не способствует ускорению роста растений. Для устранения указанного недостатка предлагалось использование фиторегулятора - хлормеквата при опрыскивании проростков сосны для повышения их устойчивости, предотвращения полегания и ускорения роста, что мало применимо в настоящее время в практическом лесоводстве из-за дороговизны и токсичности препарата (Шевелуха B.C., Блиновский И.К. Состояние и перспективы исследований и применения фиторегуляторов в растениеводстве // Регуляторы роста растений / под ред. Шевелухи B.C., М.: Агропромиздат, 1990. С.6-35).
Все эти методы почти не применяются на практике из-за дороговизны, достаточно большого расхода препаратов и сравнительно высоких их концентраций при обработке растений по зеленой массе.
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ обработки семян древесных культур (клен, береза, дуб, сосна и др.) перед посевом для стимулирования прорастания семян, повышения их всхожести и ускорения роста путем замачивания семян в водном растворе полиэтиленгликоля с молекулярной массой 6 тыс. усл. ед. на несколько суток (Николаева М.Г. и др. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л.: Наука, 1985. С.32-39).
К недостаткам выбранного прототипа следует отнести большую трудоемкость операций предпосевной обработки семян, выдержку для стратификации семян в несколько месяцев, дороговизну процесса обработки, а также невысокие показатели стимуляции прорастания и всхожести семян древесных растений.
В основу заявляемого изобретения на способ поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - стимуляторов прорастания, роста и развития древесных растений, - снижения трудоемкости процесса предпосевной обработки семян, повышения их всхожести (прорастания), ускорения роста и развития древесных культур, а также снижение или ликвидация периода стратификации семян.
Поставленная задача решается тем, что в способе стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений, преимущественно дуба и сосны, включающем предпосевную обработку семян древесных растений путем их замачивания с последующим просушиванием, операцию замачивания семян проводят в течение 18-24 ч в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой 5-9 тыс. усл. ед. и концентрацией действующего вещества 0,0001-0,5%.
Сущность заявляемых изобретений на применение и способ стимуляции прорастания, роста и развития древесных растений поясняется примерами 1-3. В таблицах 1-4 приведены средние данные 20-100 определений, повторность модельных и природных опытов - 4-кратная. В модельных экспериментах проростки древесных культур выращивали в песке на водной среде при комнатной температуре (t=20-22°C). Определение всхожести и прорастания семян, длины ростков и площади поверхности листовой пластинки проростков древесных растений проводили по стандартным методикам (Бессонова В.П. Практикум з фiзioлогii рослин. Днiпропетровськ.: РВВ ДДАУ, 2006 - 316 с.). Проведена статистическая обработка полученных экспериментальных данных по стандартным методам (Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Вышейша школа, 1973. - 318 с.). Отклонения от средних для каждого статистического ряда не превышали 5% от средних величин.
Пример 1. Изучено влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого и сосны обыкновенной путем замачивания в течение 18-24 ч водными растворами (р-р) ПГМГ НСl (полигуанидин) с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. и с концентрацией 0,0001-0,5% на показатели прорастания семян, а также на рост и развитие проростков древесных культур на ранних этапах онтогенеза (18-83 сутки) на чистом фоне в модельных экспериментах. Определено повышение прорастания семян дуба черешчатого в 1,6-4,6 раза (табл. 1), а семян сосны обыкновенной - в 1,5-2,5 раза (табл. 2). Выявлена стимуляция ростовых показателей проростков дуба черешчатого в 1,7-3,1 раза, а сосны обыкновенной - в 1,2-1,8 раза у опытных вариантов с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ НСl по сравнению с контролем (к.) из необработанных семян. Обнаруженная стимуляция прорастания и увеличение морфометрических показателей проростков древесных растений после предпосевной обработки семян растворами полигуанидина значительно превышают показатели прототипа. Оптимальными для обработки семян изученных древесных растений являются концентрации ПГМГ НСl в диапазоне 0,0001-0,5%.
Пример 2. Определено влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого водными растворами ПГМГ НСl на всхожесть и прорастание семян в природных условиях смешанного леса в Александровском лесничестве Кировоградской области в 2005-2006 г. Выявлена стимуляция прорастания семян дуба черешчатого на 45-75 сутки без предварительной стратификации семян в 4,5-5,6 раза в 2005 г. и в 3,0-5,7 раза в 2006 г. при использовании предпосевной обработки семян раствором полигуанидина (табл. 3), что превышает показатели прототипа, где всегда используют стратификацию семян в течение нескольких месяцев.
Пример 3. Изучено влияние предпосевной обработки семян древесной культуры дуба черешчатого водными растворами ПГМГ НСl на среднюю длину побегов, общее число листьев и общую площадь листовой поверхности проростков дуба черешчатого на 72-80 сутки в модельных экспериментах. Определено увеличение средней длины побегов на 11-45%, общего числа листьев в 3,7-4,2 раза, общей площади листовой поверхности в 3,1-3,9 раза у проростков опытных вариантов, выросших с использованием предпосевной обработки семян препаратом ПГМГ НСl по сравнению с контролем, без предпосевной обработки семян (табл. 4). Обнаруженная стимуляция роста побегов дуба черешчатого и интенсификация его развития уже на ранних этапах онтогенеза с применением предпосевной обработки семян растворами полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида значительно превышает показатели прототипа, где достигается только сокращение времени стратификации семян.
Выявленные эффекты ускорения прорастания семян дуба черешчатого и сосны обыкновенной, а также интенсификация роста сеянцев древесных растений при использовании предпосевной обработки семян водными растворами полигуанидина как в модельных экспериментах, так и в природных условиях подтверждают положительное влияние предпосевной обработки семян древесных культур предлагаемым способом, особенно в условиях неблагоприятного лесоразведения и истощения лесных зон стран СНГ в настоящее время.
Использование заявляемых изобретений на практике позволит стимулировать всхожесть, прорастание, рост и развитие древесных культур, особенно дуба черешчатого и сосны обыкновенной, а также приведет к повышению эффективности лесного производства в области лесоразведения.
Таблица 1
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на прорастание и морфометрические показатели проростков дуба в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки
42 сутки
62 сутки
83 сутки
Прорастание
L ростков
Прорастание
L ростков
Прорастание
L ростков
%
% от к.
мм
% от к.
%
% от к.
мм
% от к.
%
% от к.
мм
% от к.
Дуб черешчатый
контроль
3
100
31
100
10
100
47
100
15
100
98
100
0,5% р-р полигуанидина
15
500
28
90
35
350
54
115
55
367
160
163
0,4% - « -
5
167
5
16
10
100
12
26
30
200
140
143
0,3% - « -
5
167
52
168
10
100
104
221
50
333
152
155
0,2% - « -
-
-
-
-
5
40
50
106
15
100
110
112
0,1% - « -
5
167
60
194
15
150
110
234
20
133
133
136
0,075% - « -
5
167
5
16
20
200
62
132
40
267
170
174
0,05% - « -
33
1100
40
129
45
450
80
170
70
467
190
194
0,02% - « -
25
833
60
194
35
350
145
309
45
300
200
204
0,01% - « -
10
333
58
187
15
150
130
277
20
133
156
159
0,001% - « -
10
333
10
32
15
150
26
55
30
200
60
61
0,0001% - « -
5
167
31
100
20
200
65
138
40
267
146
149
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 2
Влияние предпосевной обработки семян сосны обыкновенной растворами полигуанидина на прорастание и морфометрические показатели проростков в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки
18 сутки
30 сутки
Прорастание
Длина ростков
Прорастание
Длина ростков
%
% от к.
мм
% от к.
%
% от к.
мм
% от к
Сосна обыкновенная
контроль
15
100
31
100
30
100
40
100
0,5% р-р полигуанидина
15
100
40
129
15
50
53
133 •
0,2% - « -
45
300
55
177
75
250
72
180
0,1% - « -
30
200
47
152
45
150
63
158
0,05% - « -
60
400
36
116
75
250
46
115
0,02% - « -
-
-
-
-
30
100
48
120
0,01% - « -
-
-
-
-
60
200
60
150
0,001% - « -
30
200
46
148
45
150
58
145
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 3
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на прорастание семян дуба в природных условиях, Кировоградская обл., Александровское лесничество (2005 г., 2006 г.)
Наименование образца, вид обработки
Прорастание, 2005 г.
Прорастание, 2006 г.
45 суток
75 суток
45 суток
75 суток
%
% от к.
%
% от к.
%
% от к.
%
% от к
Дуб черешчатый
контроль
8
100
15
100
10
100
15
100
опыт, 0,05% р-р полигуанидина
36
450
84
560
30
300
86
573
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 4
Влияние предпосевной обработки семян дуба черешчатого растворами полигуанидина на длину побегов, количество листьев и площадь листовой поверхности проростков дуба в модельных экспериментах
Наименование образца, вид обработки
72 сутки
80 сутки
Длина побега
Общее число листьев
Обшая площадь листовой поверхности
Длина побега
Общее число листьев
Обшая площадь листовой поверхности
Мм
% от к.
шт.
% от к.
см<sup>2</sup>
% от к.
мм
% отк.
шт.
% отк.
мм<sup>2</sup>
% отк.
Дуб черешчатый
контроль
62
100
15
100
87
100
93
100
15
100
160
100
опыт, 0,05% р-р
полигуанидина
90
145
55
370
436
501
103
111
59
390
500
313
опыт, 0,02% р-р
полигуанидина
90
145
63
420
506
582
108
116
63
420
630
394
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних