СПОСОБ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН БОБОВЫХ И ТВЕРДО-СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF LEGUMES AND SOLID-SEED PLANTS SEEDS GERMINATION STIMULATING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к семеноведению, и может найти применение при подготовке семян бобовых и твердо-семенных растений к посеву.
Известен способ стимулирования прорастания твердых семян перед посевом путем механической обработки (скарификации). Скарифицированные семена увеличивают всхожесть (сельскохозяйственная техника, каталог, т. 2, 1991, с. 20).
Однако скарифицированные семена замедляют прорастание в засушливый период при недостатке влаги в почве.
Известен способ стимулирования прорастания твердых семян, включающий механическую скарификацию с добавлением абразивных материалов, усиливающий процесс нарушения верхней твердой оболочки (Шамсутдинов Н.З. Механические, химические и биологические методы стимуляции прорастания твердых семян, ж. Сельскохозяйственная биология, N 3, 1996, с. 20).
Недостатком известного способа является то, что семена с нарушенной оболочкой вызывают повреждение и снижение жизнеспособности, а высеянные в почву при недостатке влаги резко теряют всхожесть. Это снижает эффективность способа, а также при механизированной обработке происходит значительное разрушение семян.
Наиболее близким техническим решением является способ стимулирования прорастания твердых семян бобовых трав (RU 2151479, A01C 1/00, опубл. 27.06.2000), включающий механическую скарификацию. Осуществляют механическую скарификацию семян с добавлением цеолитсодержащих глин - ирлитов в соотношении 1:2.
Недостатком известного способа является низкое качество скарификации семян.
Известен скарификатор для предпосевной обработки семян (RU 2146861, A01C 1/00, 27.03.2000). Скарификатор состоит из загрузочного бункера с затвором и вращающего рабочего органа, выполненного в виде стакана и прикрепленных к нему одними концами трубок. Рабочий орган заключен в корпус, верхняя часть которого представляет собой усеченный конус с внутренней поверхностью, покрытой абразивом.
Недостатком известного скарификатора является то, что скарификация происходит за счет удара семян о скарифицирующую поверхность усеченного конуса. Это приводит к дроблению также значительной части массы семян.
Известен скарификатор (RU 111958. А01С 1/00, 10.01.2012), содержащий корпус, горизонтально расположенный диск с шероховатой поверхностью, спиралеобразная перегородка с шероховатой поверхностью приварена к нижнему диску, бункер установлен на периферии диска, снабжен запорно-дозирующим устройством, расположенным в днище бункера, корпус снабжен крышкой с шероховатой внутренней поверхностью, установленной в верхней части корпуса, питающий патрубок установлен тангенциально в корпусе, скарификатор дополнительно снабжен осадочной камерой, расположенной под выходным отверстием, а диск жестко закреплен на раме.
Известные устройства-скарификаторы сложны в изготовлении и эксплуатации и требуют энергозатрат при их работе.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа стимулирования прорастания семян бобовых и твердо-семенных растений и устройства для его осуществления.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества скарификации семян, увеличение срока хранения скарифицированных семян, упрощение конструкции устройства скарификации семян.
Поставленная цель достигается тем, что в способе стимулирования прорастания семян бобовых и твердо-семенных растений, включающем механическую скарификацию, процесс скарификации семян проводят в течение 1.5-5.0 минут на льняном полотне или металлической решетке.
Поставленная цель также достигается тем, что устройство для осуществления способа состоит из ручного скарификатора и основы-станины, при этом основа-станина содержит: верхнюю (3) и нижнюю (2) его части в виде рамы, скрепленные между собой крепежом (8); сменные: металлическую решетку (5) или льняное полотно (5′), а ручной скарификатор состоит из: ручки скарификатора на пластмассовом корпусе (1); планки - фиксатора (9); резиновой прокладки (4); твердой прокладки (6); абразивной бумаги (7).
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.
При механической обработке семян (скарификации) на льняном полотне или металлической решетке, происходит повреждение оболочки семени, что способствует запуску механизма распада запасных белков, миграция продуктов их гидролиза из эндосперма к зародышу. Это следствие повышения в семенах ферментов, как тех, которые обусловливают этот распад, так и тех, которые участвуют в процессах образования новых жизненно необходимых соединений.
При скарификации семян на льняном полотне наблюдается дополнительный технический эффект, заключающийся в том, что на семена растений попадают микрочастицы льняного полотна, микрочастицы снижают повреждаемость семян и способствуют длительному сохранению. Льняное полотно оказывает антисептическое и противогнилостное действие, что было доказано при исследовании свойств льняного белья, пленок, ассортимента летней одежды
Лен высоко гигроскопичен, хорошо впитывает влагу и одновременно быстро отдает; на льняных волокнах не образуется зарядов статического электричества; степень полимеризации целлюлозы в 2-3 раза выше, чем у хлопка.
Химический состав льняного волокна и сопровождающих его элементов (спутников): элементарные волокна на 98% состоят из целлюлозы, которая в свою очередь состоит из 44,4% углерода, 42,4% кислорода, 6,2% водорода.
Содержащийся (диоксид кремния) в льняном полотне креинезем способствует улучшению обмена веществ в семенах, особенно старовозрастных. Все эти элементы усиливают прорастание зародыша. В старых семенах происходит нарушение обмена нуклеиновых кислот. Поэтому прилипающие частицы льняного полотна усиливают процесс дыхания и обмен веществ, повышая жизнеспособность семян.
При скарификации на льняном полотне старовозрастных семян, происходит увеличение всхожести и энергии прорастания семян по отношению к контролю (см. таблицы 1 и 2).
Способ осуществляют с помощью устройства, представленного на фиг. 1 и 2а, б.
На фиг. 1 представлен ручной скарификатор устройства, где
1 - ручка скарификатора на пластмассовом корпусе,
4 - резиновая прокладка,
6 - твердая прокладка (ДСП, ДВП),
7 - абразивная бумага (сменная),
8 - крепеж (болты, винты),
9 - планка-фиксатор.
На фиг. 2а представлена основа-станина устройства, где
2 - нижняя часть станины,
3 - верхняя часть станины,
5 - металлическая решетка,
8 - крепеж (болты, винты).
На фиг. 2б представлена основа-станина устройства, где
5′ - льняное полотно,
6′ - твердая прокладка (ДСП, ДВП).
Пример 1
Скарификация с использованием льняного полотна.
Основу-станину устройства устанавливают на горизонтальной поверхности (стол, ящик и т.д.).
2
Берут льняное полотно (5′) (холст - лен 100%, ГОСТ 23432-89, р190/м), фиксируют на ДСП или ДВП (6′) и закрепляют крепежом (8) в раме основы-станины.
Производят подбор абразивной бумаги (9) в зависимости от семенного материала (для люцерны и галеги - абразивная бумага №10, для лядвенца №11). Насыпают семена на льняное полотно (5′), семена берем произвольно, например, навеска семян 5-7 г. Вручную равномерно распределяют семена и проводят процесс скарификации с помощью ручного скарификатора устройства (в прямом и обратном направлении) 1.5-5.0 минут до механического нарушения верхней твердой оболочки семян.
Степень нарушения твердой верхней оболочки семян вначале определяем визуально до потери первоначального блеска, затем проверяем под микроскопом.
Пример 2
Скарификацию с использованием металлической решетки (5) осуществляют аналогично предыдущему примеру 1. Отличия заключаются в следующем.
Производят подбор металлической решетки (5) соответствующего d-диаметра (0,7-2,2) в зависимости от размера семенного материала:
для мелкосемянных используют d-диаметра 0.7; 0.8; 1.0; 1.1;
для крупносеменных используют d-диаметра 1.4-2.2 и более (для люцерны d-диаметра - 1.3; галеги - 1.5-1.8; для лядвенца - 0.7).
Закрепляют крепежом (8) металлическую решетку (5) в раме основы-станины.
При равномерном распределении семян на металлической решетке (5) происходит произвольное фиксирование семян в отверстиях металлической решетки (5), затем в процессе скарификации в течение 1.5-5.0 минут с помощью ручного скарификатора устройства (в прямом и обратном направлении) семена вращаются вокруг своей оси, и происходит равномерное нарушение верхней твердой оболочки семян.
В таблице 1 представлены результаты всхожести и энергии прорастания семян (люцерны, галеги, лядвенца) после скарификации с использованием льняного полотна или металлической решетки, проведенные в интервалах времени 1.5-5.0 минут.
Определение всхожести и энергии прорастания семян в (%), обработанных скарификатором на металлических решетках и льняном полотне, производилось по ГОСТам:
Отбор проб - ГОСТ 12036
Метод определения всхожести - ГОСТ 12038-84
Сортовые и посевные качества сельхоз культур - ГОСТ Р 52325
Энергия прорастания характеризует, дружность всходов и скорость прорастания семян. Определяют ее в одном анализе со всхожестью, но подсчет нормально проросших семян проводят ранее.
В таблице 1 приведены данные, подтверждающие увеличение всхожести и энергии прорастания семян, обработанных скарификатором на металлических решетках и льняном полотне.
Из приведенных в таблице 1 данных видно, что скарификация предложенным способом увеличивает энергию прорастания от 3,6% до 79% и всхожесть от 4,3% до 23% - на металлической решетке, на льняном полотне - энергия прорастания от 7,5% до 100%, всхожесть от 10,8% до 29,4% по отношению к контролю (не скарифицированные семена).
В представленной таблице 2 приведены данные, подтверждающие увеличение срока хранения скарифицированных семян, обработанных скарификатором на металлических решетках и льняном полотне.
Из приведенной таблице 2 данных видно, что скарификация семян предложенным способом подтвердила свою эффективность. При проверке скарифицированных семян через 9 месяцев, наблюдают, что энергия прорастания выше контроля (без скарификации) на 17-29,7%, всхожесть выше контроля (без скарификации) на 6-17,2%. Анализируя результаты скарификации мая (2014) и февраля (2015) можно сделать заключение, что всхожесть семян сохранилась на прежнем уровне скарификации, а энергия прорастания даже увеличилась, относительно скарифицированных семян в мае 2014 г., с 12% до 17% (февраль 2015 г.) у люцерны и с 27% до 29,7% (февраль 2015 г) у лядвенца.
Следовательно, предложенные: способ стимулирования прорастания семян бобовых и твердо-семенных растений и устройство для его осуществления являются эффективными, увеличивая всхожесть семян и энергию прорастания бобовых и твердо-семенных растений, срок хранения скарифицированных семян.
Предложенное устройство также отличается простотой конструкции и использования, отличается мобильностью и не требует энергозатрат.