НАНОСТРУКТУРНАЯ ВОДНО-ЦЕОЛИТНАЯ СУСПЕНЗИЯ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ГРЕЧИХИ
NANOSTRUCTURED AQUEOUS ZEOLITE SUSPENSION AS BUCKWHEAT SEED PRESOWING TREATMENT AGENT

Изобретение относится к области создания биологически активных веществ, стимулирующих рост растений, и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности зерновых культур, в частности гречихи.
Известна в качестве средства для предпосевной обработки семян растений (и, в частности, зерновых культур) композиция на основе двойного суперфосфата, получаемого из природного минерала фосфорита [1]. Недостатком этого средства в указанном качестве является сравнительно низкая общая урожайность зерновой культуры - гречихи в случае его использования при выращивании именно этой культуры.
Наиболее близким к заявляемому нами объекту по совокупности признаков является средство для предпосевной обработки семян зерновых культур на основе природного минерала бишофита [2]. Недостатком данного средства в указанном выше качестве, которое в связи с только что отмеченным обстоятельством выбрано нами в качестве объекта-прототипа, также является сравнительно низкая общая урожайность гречихи в случае его использования при выращивании данной зерновой культуры.
Цель настоящего изобретения состоит в создании средства для предпосевной обработки семян гречихи на основе природных минералов, позволяющего повысить общую урожайность данной зерновой культуры.
Декларируемая цель достигается путем использования в качестве средства для предпосевной обработки семян гречихи на основе природного минерала цеолита, представляющего собой совокупность различных алюмосиликатов, а именно наноструктурной водно-цеолитной суспензии, состоящей из наноча-стиц с размерами менее 100 нм, получаемой из природных цеолитов посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации. В результате использования такого средства предпосевной обработки семян гречихи имеет место повышение общей урожайности данной зерновой культуры на 25-30% по сравнению с таковой для вещества-прототипа [2].
До настоящего времени наноструктурированная водно-цеолитная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для предпосевной обработки под какие-либо сельскохозяйственные культуры в литературе не описывалась. В связи с этим есть все основания утверждать, что заявляемый нами объект соответствует первому критериальному признаку изобретения, установленному патентным законодательством РФ, - новизна. Сопоставление известных признаков вещества-прототипа [2] и отличительных признаков, характеризующих заявляемый нами объект (а именно - замена бишофита на цеолит и суспендирование последнего в воде с дроблением его частиц до наноразмерного уровня путем ультразвуковой диспергации), не позволяет предсказать априори появления у него новых по сравнению со средством-прототипом свойств, а именно существенного повышения общей урожайности гречихи. Отмеченное обстоятельство позволяет сделать заключение, что заявляемый нами объект явным образом не следует из известного в данной отрасли техники уровня и, стало быть, соответствует второму установленному законодательством РФ критериальному признаку изобретения - изобретательский уровень. Предлагаемое нами в качестве средства для предпосевной обработки семян гречихи наноструктурированная водно-цеолитная суспензия без особых проблем может быть получена в промышленном масштабе, ее практическое использование также достаточно легко осуществимо; следовательно, заявляемому нами объекту присущ и третий установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - промышленная применимость.
Заявляемая на предмет изобретения наноструктурированная водно-цеолитная суспензия с наночастицами размером менее 100 нм в качестве для предпосевной обработки семян гречихи может быть проиллюстрирована посредством приведенных ниже примеров.
Пример 1 (приготовление наноструктурной водно-цеолитной суспензии)
Природный цеолит из Татарско-Шатрашанского месторождения Республики Татарстан, измельчают в муку и смешивают с дистиллированной или деионизированной (обессоленной) водой из расчета 20 г на 100 мл воды. Полученную смесь обрабатывают ультразвуком в ультразвуковом диспергаторе УЗУ-0,25 мощностью 80 Вт при частоте 18.5 кГц с амплитудой колебаний ультразвукового волновода 5 мкм в течение (5-20) мин при комнатной температуре, в результате чего получается суспензия с размерами частиц цеолита от 5 до 100 нм. Приготовленную таким образом водно-цеолитную суспензию далее используют по назначению в качестве средства для предпосевной обработки семян гречихи.
Пример 2
Приготавливают наноструктурную водно-цеолитную суспензию по описанной в Примере 1 технологии при времени обработки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе 5 мин, выдерживают в ней семена гречихи Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Черемшанка») в течение 2 ч при комнатной температуре, после чего высевают в почву (из расчета 2.000.000 всхожих семян на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут традиционным способом до стадии физиологической зрелости зерна в колосьях в течение 80-85 суток с момента посева, после чего снимают урожай и определяют общий его уровень по общей массе зерна в ц/га. Данные по урожайности гречихи по достижении указанного выше момента времени представлены в Таблице 1.
Пример 3
Осуществляют по общей технологии Примера 2, но время выдержки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 10 мин. Данные по общей урожайности гречихи Fagopyrum esculentum Moench указанного выше сорта для этого случая приведены в Табл.1.
Пример 4
Проводят как и Пример 2, но время выдержки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 20 мин. Результаты по общей урожайности гречихи для указанного случая представлены в Табл.1.
Пример 5 (сравнительный)
Выполняют таким же образом, как и Пример 2, но время выдержки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 1 мин. Сведения об урожайности гречихи для данного случая приведены в Табл.1.
Пример 6 (сравнительный)
Осуществляют с использованием той же технологии, что и в Примере 2, но время выдержки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 30 мин. Результаты по общей урожайности гречихи для этого случая см. в Табл.1.
Пример 7 (сравнительный)
Проводят по типу Примера 2, но водно-цеолитную смесь получают, смешивая цеолитную муку с дистиллированной или деионизированной водой и перемешивая ее вручную обычной мешалкой в течение 30 мин. Данные по урожайности гречихи Fagopyrum esculentum Moench для этого случая представлены в Табл.1.
Пример 8 (по прототипу [2])
2
2
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян гречихи - 10% водный раствор (рассол) природного минерала бишофита (MgCl·HO). Семена гречихи охлаждают до температуры -3°C, после чего обрабатывают подогретым до 80°C раствором бишофита в течение 60 с. После этого их высевают в почву и далее поступают так, как это описано в Примере 2. Данные по общей урожайности гречихи для отмеченного случая приведены в Табл.1.
Пример 9 (по прототипу [2])
Выполняют как и Пример 8, но семена гречихи обрабатывают 20%-ным раствором бишофита в течение 30 с при 90°C. Сведения об общей урожайности гречихи для этого случая даны в Табл.1.
Пример 10 (по прототипу [2])
Выполняют как и Пример 8, но семена гречихи обрабатывают 30%-ным раствором бишофита в течение 20 с при 100°C. Результаты по общей урожайности гречихи для этого случая даны в Табл.1.
Пример 11 (сравнительный, по прототипу [2])
Осуществляют по общей технологии Примера 2, но вместо водно-цеолитной суспензии для обработки семян гречихи используют раствор бишофита, указанный в Примере 9, при том же самом времени выдержки семян и температуре, что и в Примере 2. Данные по общей урожайности гречихи для этого случая приведены в Табл.1.
Пример 12 (по аналогу [1])
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян гречихи, содержащее двойной суперфосфат 40 г, гуминовые кислоты 0.05 г, воду - до 1 л, выдерживают в ней семена гречихи Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Черемшанка») в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 2.000.000 всхожих семян на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание данной культуры ведут по технологии, описанной в Примере 2. Результаты по общей урожайности гречихи Fagopyrum esculentum Moench для указанного случая показаны в Табл.1.
Таблица 1
№ примера
Общая урожайность гречихи Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Черемшанка»), ц/га
2
27,7
3
27,9
4
28,4
5 (сравнительный)
25,5
6 (сравнительный)
28,0
7 (сравнительный)
20,6
8 (по прототипу [2])
21,8
9 (по прототипу [2])
22,2
10 (по прототипу [2])
22,3
11 (сравнительный, по прототипу [2])
22,5
12 (по аналогу [1])
22,4
Пример 13
Выполняют по общей технологии Примера 2, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по общей урожайности гречихи для этого случая приведены в Табл.2.
Пример 14
Осуществляют как и Пример 3, но в качестве зерновой культуры используют Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Сведения об урожайности указанной культуры для этого случая даны в Табл.2.
Пример 15
Проводят по общей технологии Примера 4, но в качестве зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по урожайности для этого случая см. в Табл.2.
Пример 16 (сравнительный)
Осуществляют как и Пример 5, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Результаты определения урожайности этой культуры для такого случая приведены в Табл.2.
Пример 17 (сравнительный)
Выполняют как и Пример 6, но в качестве испытуемой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Сведения об ее урожайности в данном случае представлены в Табл.2.
Пример 18 (сравнительный)
Осуществляют как и Пример 7, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по урожайности гречихи для рассматриваемого случая см. в Табл.2.
Пример 19 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологии Примера 8, но в качестве испытуемой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по ее общей урожайности огурца для отмеченного случая показаны в Таблице 2.
Пример 20 (по прототипу [2])
Проводят по схеме Примера 9, но в качестве испытуемой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Сведения об ее урожайности для этого случая представлены в Табл.2.
Таблица 2
№ примера
Общая урожайность гречихи Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»), ц/га
13
26,4
14
26,5
15
26,9
16 (сравнительный)
24,5
17 (сравнительный)
26,6
18 (сравнительный)
19,0
19 (по прототипу [2])
20,6
20 (по прототипу [2])
20,8
21 (по прототипу [2])
21,2
22 (сравнительный, по прототипу [2])
22,0
23 (по аналогу [1])
22,1
Пример 21 (по прототипу [2])
Проводят по схеме Примера 10, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Результаты по урожайности для рассматриваемого случая показаны в Табл.2.
Пример 22 (сравнительный, по прототипу [2])
Проводят по схеме Примера 11, но в качестве испытуемой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по ее общей урожайности для такого случая см. в Табл.2.
Пример 23 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологии Примера 12, но в качестве испытуемой зерновой культуры используют гречиху Fagopyrum esculentum Moench (сорт «Кама»). Данные по урожайности ее для указанного случая приведены в Табл.2.
Как можно видеть из приведенных в Таблицах 1-2 данных, заявляемая нами в качестве средства предпосевной обработки семян гречихи наноструктурированная водно-цеолитная суспензия позволяет весьма существенно (на 25-30%) повысить общую урожайность данной зерновой культуры по сравнению с таковой для средства-прототипа [2]. При этом данный положительный эффект отмечается лишь в том случае, если используется именно наноструктурная водно-цеолитная суспензия, получаемая в результате ультразвуковой диспергации: в случае же водно-цеолитной суспензии, получаемой при размешивании цеолита в воде вручную, урожайность гречихи оказывается значительно ниже (сравните данные примеров 2-4 и 13-15 с данными примеров 7 и 18 соответственно). Следует отметить, что при создании заявляемой суспензии требуется определенное время выдержки водно-цеолитной смеси в ультразвуковом диспергаторе (5-20 мин); при меньшем времени эффект повышения урожайности гречихи хотя и имеет место, но в существенно меньшей степени, нежели при более продолжительном ультразвуковом диспергировании (сравните данные примеров 2-4 и 13-15 с данными примеров 5 и 16 соответственно). С другой стороны, как хорошо видно из сопоставления данных примеров 2-4 и 13-15 с данными примеров 6 и 17 соответственно, диспергирование водно-цеолитной смеси сверх 20 мин уже не дает прироста урожайности.
Аналогичные результаты были получены нами и на других сортах гречихи Fagopyrum esculentum Moench («Каракитянка», «Чатыр Тау», «Батыр»).
ЛИТЕРАТУРА
1 Патент РФ №2.352.115 (2009);
2 Патент РФ №2.184.434 (2002) (прототип).