Способ предпосевной обработки семян вики яровой
METHOD FOR PRESOWING SEED TREATMENT OF SPRING VETCH

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству, и предназначено для предпосевной обработки семян вики яровой.
В последние годы отмечается повышенный интерес к изучению возможностей использования растительных экстрактов в сельскохозяйственной практике, в том числе для стимуляции роста и развития бобовых растений. Например, выявлено, что внекорневые подкормки гороха посевного экстрактом листьев Moringa oleifera увеличили выход бобов, сухой вес семян, содержание белка и фотосинтетических пигментов, особенно при обработке 4% раствором экстракта (Merwad A.-R.M.A. Using Moringa oleifera extract as biostimu-lant enhancing the growth, yield and nutrients accumulation of pea plants // Journal of Plant Nutrition. 2018. №41(4), c. 425-31. doi:10.1080/01904167.2017.1384012), а также количество стручков, содержание сухого вещества, массу семян, темпы роста и урожайность бобовых культур (Abohassan R.A., Abusuwar А.О. Effects of Moringa olifera leaf extracts on growth and productivity of three leguminous crops //Journal of Environmental Management. 2018. №41(1). C. 114-19. doi: 10.18805/LR-366).
Большой значение для сельскохозяйственного производства представляют исследования, посвященные изучению потенциала продуцируемых высшими растениями фенольных веществ, обладающих высокой биологической активностью. Представители обширного класса фенольных соединений - флавоноиды, принимают активное участие в физиологических процессах растительной клетки и могут оказывать влияние на репродуктивные процессы, способствовать ризогенезу, подавлять развитие патогенов, регулировать процессы окислительного фосфорилирования и являются универсальными полифункциональными адаптогенами к неблагоприятным факторам среды (Запрометов М.Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растений. Москва: Наука. 1996. 45 с.; Прусакова Л.Д., Кефели В.И., Белопухов С.Л., Вакуленко В.В., Кузнецова С.А. Роль фенольных соединений в растениях // Агрохимия. 2008. №7. С. 86-97; Mierziak J., Kostyn K., Kulma A. Flavonoids as important molecules of plant interactions with the environment // Molecules.2014, №19. C. 16240-16265. https://doi.org/10.3390/moleculesl91016240). Факты, подтверждающие стимулирующее влияние фенольных соединений на рост и органообразование растений, описываются различными исследователями (Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. Москва: Наука, 1974. р. 253; Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты: сборник материалов IX Международного Симпозиума / отв. ред. Н.В. Загоскина. Москва: ИФР РАН, 2015. р. 849).
Гречиха посевная (Fagopyrum esculentum Moench) и рейнутрия японская (Reynoutria japonica Houtt.) являются растениями с высокой способностью к образованию вторичных метаболитов, относящихся к флавоноидным соединениям. По некоторым данным, в цветках F. esculentum содержится 8,3-10% флавоноидов, в листьях - 1,2-2,6% (Высочина Г.И. Фенольные соединения в систематике и филогении семейства гречишных. Новосибирск, 2004). Исследование флавоноидного состава экстрактов листьев R. japonica методом высокоэффективной жидкостной хроматографии проведено СП. Зориковой (Зорикова С.П. Рейнутрия японская (Reynoutria japonica Houtt) в Приморском крае (биология развития, флавоноидный состав, биологическая активность). Диссертация, ДВО РАН Горнотаежная станция им. В.Л. Комарова. 2011). Ею выявлено не менее 11 соединений флавоноидной природы, а общее количество флавоноидов составило в среднем 3,66%. В связи с вышесказанным, можно утверждать, что исследование влияния фитоэкстрактов, полученных из гречихи посевной и рейнутрии японской, на рост и развитие бобовых кормовых трав, является весьма перспективным и актуальным. Однако на сегодняшний день такие данные в доступной нам литературе отсутствуют.
Известен способ предпосевной обработки семян люцерны (патент №2479974, МПК А01С 1/00, A01N 63/00 2013 г.), который включает замачивание семян в водном растворе биопрепарата и растения-стимулятора - 0,2-0,3% растворе амброзии полыннолистной.
Однако данный прием осложняется дополнительной обработкой семян измельченными клубеньковыми бактериями, отобранными из ризосферы растений люцерны 2-3 года жизни, что увеличивает затраты на стимуляцию всхожести семян и энергии их прорастания.
Известен способ предпосевной обработки семян бобовых трав (патент №2436272, МПК А01С 1/00, 2011 г.), при котором применяют биостимулятор роста «Биостим», позволяющий повысить урожайность семян и зеленой массы и увеличить устойчивость растений к грибковым заболеваниям.
Однако способ усложнен тем, что биостимулятор используют 2 раза, разделяют семена на фракции, выдерживают их 20-24 часа и сушат семена до оптимальной влажности, что ведет к дополнительным затратам препарата и времени.
Известен способ стимулирования прорастания семян бобовых трав (патент №2002127285 А, МПК А01С 1/00, 2004 г.), где проводят предпосевную механическую обработку семян, а обработанные семена в количестве гектарной нормы дополнительно смешивают с 600-800 г местных бактериальных удобрений, получаемых путем выкапывания корней с почвой из 0-20 см ризосферной зоны лучших растений старо возрастных посевов бобовых растений и их измельчения вместе с почвой.
Однако способ усложняется тем, что дополнительно при механической обработке семян используют цеолитсодержащую глину, а также увлажнение спиртовой бардой при обработке бактериальными удобрениями, что повышает затраты на достижения результатов по повышению интенсивности роста трав.
Известен способ стимулирования прорастания семян бобовых трав (патент №2168294, МПК А01В 79/02, 2001 г.), предусматривающий внесение непосредственно перед посевом приготовленные бактериальные удобрения из корней аборигенных видов.
Недостатком известного способа является то, что неувлажненный состав бактериальных удобрений недостаточно способствует росту растений, а приготовление бактериального удобрения весьма затратное по времени.
Известен способ предпосевной обработки семян (патент №2264069, МПК А01С 1/00, 2005 г.), при котором семена замачивают в водном растворе биопрепарата Байкал ЭМ-1 с добавлением 5% крапивы двудомной.
Недостатком способа является незначительный ареал распространения крапивы двудомной, что уменьшает возможности ее применения.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ предпосевной обработки семян (патент №2675534, МПК A01N 65/00, МПК А01С 1/00, 2018 г.), включающий семена сельскохозяйственных культур (пшеницы, ячменя и сои), их предпосевную обработку 1-5% водными растворами экстракта растений рейнутрии японской (Reynoutria japonica) путем опрыскивания их, посев, получение проростков и их оценку.
Недостатками известного прототипа являются:
- в предлагаемом способе предпосевной обработки семян исследуется влияние одного вида растения - рейнутрии японской, в то время как увеличение компонентного состава фитоэкстракта может привести к усилению эффективности препарата;
- в данных исследованиях не рассматриваются энергия прорастания и всхожесть семян кормовой бобовой травы - вики яровой;
- отсутствуют полевые исследования о влиянии данного способа на семенную и кормовую продуктивность растений: химический состав зеленой массы, урожайность зеленой массы и семян, а также биометрические показатели.
Цель изобретения - расширение ассортимента биопрепаратов для предпосевной обработки семян вики яровой, получаемых из доступного растительного сырья, обладающих высокой эффективностью и низким уровнем токсичности.
Указанная цель достигается тем, что в способе предпосевной обработки семян вики яровой, включающий опрыскивание семян водным раствором фитоэкстрактов, согласно изобретению в качестве растений для приготовления экстрактов используют гречиху посевную (Fagopyrum esculentum) и рей-нутрию японскую (Reynoutria japonica) в соотношении 1:1.
По сравнению с прототипом, признаками изобретательского уровня предлагаемого способа предпосевной обработки семян является:
«…в качестве растений для приготовления экстрактов используют гречиху посевную (Fagopyrum esculentum) и рейнутрию японскую (Reynoutria japonica) в соотношении 1:1», что позволяет:
- расширить ассортимент экологически безопасных средств - препаратов растительного происхождения - для стимуляции роста и развития бобовых кормовых трав;
- увеличить стимулирующий эффект на рост и развитие вики яровой, в том числе на ее урожайные и биометрические показатели.
Признаки, указанные в отличительной части описания достижения цели, доказывают, что заявляемый способ предпосевной обработки семян обладает новизной. Совокупность признаков, приведенных в сравнении свойств заявляемого и известного решения, дает основание сделать вывод, что заявляемый способ имеет изобретательский уровень.
Техническим результатом изобретения является использование биопрепарата для предпосевной обработки семян вики яровой, полученный из доступного растительного сырья, обладающего высокой эффективностью и низким уровнем токсичности.
Предлагаемый способ предпосевной обработки семян осуществляется следующим образом.
2
5
Способ приготовления экстрактов. Смесь экстрактов готовят следующим образом. Листья, молодые побеги и соцветия F.esculentum и R. japonica высушивают воздушно-теневым методом до уровня влажности 12%, измельчают на мельнице марки ЛЗМ для размола сухих проб до фракции 1 мм, раздельно экстрагируют СНОН 70% (EtOH 70%) при температуре 95°С, проводят вакуум-фильтрацию и переносят полученные извлечения в мерные колбы (100 мл). В результате получают экстракты темно-зеленого цвета с коричневатым оттенком и травяным ароматом. Готовые препараты хранят в герметически закрывающихся емкостях из темного стекла в холодильнике. Перед обработкой семян необходимые количества экстрактов деалкоголизируют выпариванием на водяной бане при температуре +90°С до исчезновения запаха спирта и доводят дистиллированной водой до начального объема. Экстракты смешивают в объемном соотношении 1:1. Непосредственно для обработки семян из полученной смеси деалкоголизированных экстрактов готовят раствор концентрации 2%, за контроль используют дистиллированную воду. Ниже приведены примеры выполнения изобретения.
Пример 1. Семена вики яровой сорта Луговская 85 (некондиционные) опрыскивают 2% раствором смеси экстрактов из расчета 2 миллилитра на 100 граммов семян и оставляют на 2 суток в полиэтиленовых пакетах. Лабораторную энергию прорастания и всхожесть определяют согласно ГОСТа 12038-84. Растильни наполняют увлажненным песком на 2/3 их высоты. Обработанные семена раскладывают по вариантам в 4-х кратной повторности и трамбовкой вдавливаются в песок на глубину, равную их толщине. Сверху растильни накрываются стеклами и помещают в термостат, в котором поддерживают установленные влажность и температуру (вика яровая +20°С). Оценку влияния предпосевной обработки семян на энергию прорастания и всхожесть проводят соответственно на 3 и 7 сутки в 4-х кратной повторности.
Результаты влияния обработки семян вики яровой на их энергию прорастания и всхожесть в лабораторных условиях приведены в табл. 1.
Анализ табл. 1 показывает, что 2% смесь экстрактов F.esculentum и R. japonica EtOH 70% деалкоголизированных оказывает сильное ростостимулирующее воздействие на прорастание некондиционных семян вики яровой, достоверно повышая исследуемые показатели. Так, если на контроле энергия прорастания и всхожесть составили соответственно 18,0 и 76,5%, то в варианте с обработкой - 62,3% и 92,5%. Таким образом, при обработке семян вики яровой стимулятором энергия прорастания увеличилась в 3,5 раз, всхожесть - в 1,2 раза.
2
Пример 2. Семена вики яровой сорта Луговская 85 опрыскивают 2% раствором смеси экстрактов из расчета 2 миллилитра на 100 граммов семян и оставляют на 2 суток в полиэтиленовых пакетах. Обработанные стимулятором семена высевают в поле на опытные делянки площадью 10 м. Повторение - 3-кратное, повторность - 3-кратная. За контроль берут семена, смоченные водой.
Полевые исследования проводят общепринятыми методами (Методика полевых опытов с кормовыми культурами / сост. А.С. Миторофанов, Ю.К. Новоселов, Т.Д. Харьков. ВНИИ кормов им. Вильямса. М., 1971; Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами / сост. Ю.К. Новоселов, В.Н. Киреев [и др.]; РАСХН. М., 1997). Учет урожая зеленой массы производился в начале образования бобов. Уборка на семена проводилась в фазе восковой спелости. Фенологические наблюдения, оценки и учеты выполнялись в соответствии с вышеуказанными методиками. Результаты полевых исследований влияния обработки семян вики яровой приведены в табл. 2-3. Как свидетельствуют полученные данные, высота растений, обработанных экстрактом, оказалась 114,7 см, что на 12,4 см (10,8%) выше, чем на контроле (табл. 2).
2
Урожайность зеленой массы обработанной вики яровой существенно превышала контрольный вариант на 0,27 кг/м (26,5%).
3
Анализ полученных результатов, представленных в табл. 3 показал, что предлагаемый стимулятор существенно улучшает биометрические показатели и увеличивает урожайность вики яровой. Урожайность зерна обработанной 2% смесью экстрактов вики яровой составила в среднем 71,13 г/м, что существенно (на 11,9%) выше контрольного показателя. Биометрические показатели исследуемой кормовой бобовой травы - количество бобов на растении, число зерен в бобе, масса зерна с растения, количество семян с растения в варианте с использованием стимулятора составило соответственно 20,1 шт., 7,4 шт., 9,1 г и 148,8 г соответственно, достоверно превышая контроль на 30,3; 8,1; 48,4 и 39,5%.
Таким образом, анализ полученных данных, приведенных в табл. 1-3, показывает, что предлагаемый способ предпосевной обработки семян вики яровой способствует повышению ее энергии прорастания и всхожести, положительно влияет на семенную и кормовую продуктивность бобовой травы. Предлагаемый биопрепарат обладает высоким уровнем эффективности в отношении стимулирования роста и развития вики яровой.