УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОРАЩИВАНИЯ СЕМЯН

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, а именно оборудованию для проращивания семян при производстве продукции растениеводства.
Известна установка для проращивания семян сельскохозяйственных культур (патент РФ №2704850, МПК А01С 1/100, А01G 7/04, опубл. 31.10.2019, бюл. №31), содержащая подложку из нейтральных материалов, на которой размещен гигроскопический нецеллюлозный материал с водой, на поверхность которого насыпан порошок из минерала шунгита. Поверх шунгита помещают предварительно стерилизованные семена, которые подвергают воздействию постоянного магнитного поля с магнитной индукцией 30 мТл при непрерывном освещении люминесцентными светильниками. Дополнительно подготавливают подложки, которые устанавливают на разных уровнях относительно создающих постоянное магнитное поле полюсов магнитов.
Недостатком данной установки является недостаточно высокая всхожесть семян.
Известно устройство для проращивания семян (патент РФ на полезную модель №61082, МПК А01G 7/04, опубл. 27.02.2007, бюл. №6), содержащее приемный бункер, бак для замачивания, многоярусный винтовой стеллаж с электроприводом, установленный внутри бака и оснащенный установками увлажнения, размещенными на внешней поверхности стеллажа, а также проволочную обмотку, соединенную с источником питания и размещенную на внешней поверхности бака.
Недостатком данного устройства является недостаточно высокая всхожесть семян.
Известно устройство для проращивания семян (патент РФ на полезную модель №67382, МПК А01С 1/02, опубл. 27.10.2007, бюл. №30), содержащее пластиковый брусок 250×150×30 мм с расположенными на нем ячейками для семян диаметром 10 мм, и плотно притертое к его поверхности днище с плечиками, крышку из светонепроницаемого материала, ячейки для семян и днище выполняются с антимикробным покрытием, содержащим наночастицы серебра.
Недостатком предложенного устройства является недостаточно высокая всхожесть семян.
Наиболее близкой к полезной модели является установка для проращивания семян (патент РФ на полезную модель №178334, МПК А01С 1/02, опубл. 30.03.2018, бюл. №10), содержащая емкость для жидкости с дном, на котором размещен распылитель воздуха, соединенный со шлангом, подключенным к выходному отверстию компрессора, кассету для семян, с установленной на ней крышкой, выполненную из буртика и размещенных внутри емкости для жидкости дна и стенок, выполненных перфорированными или сетчатыми, отверстия которых имеют размер, не превышающий размера проращиваемых семян, при этом в емкости для жидкости на высоте 1/3 от ее общей высоты горизонтально установлены катод в виде пластины из нержавеющей стали и анод виде пластины из серебра 999 пробы, подключенные к блоку питания с панелью управления, размещенному с внешней стороны емкости для жидкости.
Недостатком установки является недостаточно высокая всхожесть семян и высокая стоимость установки из-за применения пластины из серебра 999 пробы.
Серебро обладает бактерицидным, фунгицидным, вирулицидным действием, но оно токсично для растений, обладает, в том числе, генотоксичностью, поглощается гораздо хуже других тяжелых металлов. Избыток серебра в почве приводит к торможению роста и размножения растений, генеративные органы образуются не в свой срок, они часто недоразвитые. Это также является недостатком установки.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке устройства для проращивания семян, обеспечивающего высокую всхожесть семян и низкую стоимость устройства.
Технический результат – повышение всхожести семян, снижение токсичности и увеличение устойчивости проростков.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для проращивания семян, содержащее емкость для жидкости, кассету для семян, горизонтально установленные катод из нержавеющей стали и анод в виде пластины с возможностью подключения к блоку питания, расположенному с внешней стороны емкости для жидкости, при этом дополнительно содержит пластину из пористого материала, расположенную над катодом и соприкасающуюся с жидкостью, катод выполнен в виде сетки из нержавеющей стали и установлен над анодом на расстоянии 1-2 см, анод выполнен из цинка и помещен на дно емкости для жидкости, а кассета для семян установлена на пластине из пористого материала.
Сущность предлагаемого устройства для проращивания семян заключается во введении в нее анода в виде пластины из цинка, имеющей низкую стоимость, а также в применении пористого материала, одной стороной соприкасающийся с жидкостью, а другой стороной – с кассетой для семян, и обеспечивающего подведение ионов цинка к семенам для повышения их всхожести. Цинк является менее токсичным элементом, чем серебро. Он является питательным микроэлементом для растений, способствует повышению устойчивости растений к стрессовым воздействиям [Титов А. Ф., Таланова В. В., Казнина Н. М. Физиологические основы устойчивости растений к тяжелым металлам: учебное пособие; Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2011. 77 с.].
На фигуре представлено устройство для проращивания семян (вид сбоку в разрезе).
Устройство для проращивания семян содержит емкость для жидкости 1, около дна которой установлен анод 2 в виде пластины из цинка, катод 3 в виде сетки из нержавеющей стали, установленный над анодом 2 на расстоянии 1-2 см, пластина 4 из пористого материала, расположенная над катодом 3, кассета для семян 5, установленная на пластине 4. Жидкость 6 заполняет пространство от дна емкости для жидкости 1 до пластины 4 из пористого материала, к положительному (+) выводу блока питания 7, расположенному с внешней стороны емкости для жидкости 1, подключен анод 2 в виде пластины из цинка, а к отрицательному (-) выходу подключен катод 3 в виде сетки из нержавеющей стали.
Устройство для проращивания семян работает следующим образом.
На дно емкости для жидкости 1 помещают анод 2 в виде пластины из цинка, на расстоянии 1 – 2 сантиметра над анодом 2 в виде пластины из цинка помещают катод 3 в виде сетки из нержавеющей стали. Анод 2 в виде пластины из цинка подключен к положительному (+) выводу блока питания 7, а катод 3 в виде сетки из нержавеющей стали подключен к отрицательному (-) выводу блока питания 7, представляющего собой источник постоянного тока, и находятся в жидкости 6, обогащенной ионами цинка. При включении блока питания 7 между анодом 2 в виде пластины из цинка и катодом 3 в виде сетки из нержавеющей стали начинает протекать электрический ток, значение которого устанавливается на уровне, при котором содержание ионов цинка в жидкости 6 достигает требуемого значения.
В емкости для жидкости 1 установлена пластина 4 из пористого материала, расположенная над катодом и касающаяся нижним краем жидкости 6. Через пластину 4 из пористого материала жидкость 6, обогащенная ионами цинка, за счет капиллярного эффекта поднимается к кассете для семян 5, и смачивает семена, находящиеся в ней.
Техническое решение иллюстрируется следующим примером.
Зерновки пшеницы и семянки подсолнечника (далее – семена) проращивали в устройстве для проращивания семян (4 повторности по 50 семян) с целью определения лабораторной всхожести семян согласно ГОСТ 12038–84. – 01.07.86. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести рулонным методом.
м
При учете всхожести отдельно подсчитывали нормально проросшие; набухшие, твердые, которые составили непроросшие (мертвые) семена и ненормально проросшие – аномальные семена. За результат анализа принимали среднее арифметическое результатов определения всхожести всех проанализированных проб. Полученные результаты подвергали статистической обработке. Рассчитывали среднюю арифметическую (М), среднее квадратическое отклонение (δ), ошибку репрезентативности средней арифметической (m).
Зараженность семян определяли по ГОСТ 12044-93 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями. В стерильные чашки Петри диаметром 9,5-10 см наливают 10 см простерилизованной агаризированной среды Чапека. Толщина слоя среды в чашке Петри должна быть 3-4 мм. Разливку питательных сред в чашки и закладку семян проводят в бактериологической камере (стерильном боксе). Раскладку семян проводят на застывшую питательную среду пинцетом, периодически стерилизуя его обжиганием на спиртовке. Семена промывают струей воды под водопроводным краном в течение 1-2 ч и дезинфицируют 96%-ным спиртом в течение 1-2 мин. Затем семена промывают в стерильной или прокипяченной воде и просушивают между листами стерильной фильтровальной бумаги. Семена помещают в чашки Петри по 10-25 шт. в зависимости от культуры и ставят их для проращивания в термостат при температуре 22 - 25°С. Проращивание семян проводят в течение срока, указанного для определения всхожести семян.
Полученные результаты представлены в таблице.
Таблица
Устройство для проращивания семян
Нормальные(всхожесть), %
Аномальные, %
Мертвые, %
Зараженные (из фракций аномальных и мертвых), %
Пшеница, проращивание при оптимальной температуре (+20<sup>о</sup>С)
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
82±2
14±1
4±1
14±1
по прототипу
86±2
13±1
1±1
2±2
заявляемая
91±2
8±1
1±1
2±2
Пшеница, проращивание при пониженной температуре (+8<sup>о</sup>С)
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
71±3
21±3
8±1
–
по прототипу
80±3
14±2
6±1
–
заявляемая
90±3
6±1
4±1
–
Пшеница, проращивание в 20%-ном растворе сахарозы
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
68±3
22±3
10±1
–
по прототипу
81±3
15±2
4±1
–
заявляемая
91±3
6±1
3±1
–
Подсолнечник, проращивание при оптимальной температуре (+22<sup>о</sup>С)
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
79±2
16±2
5±1
18±1
по прототипу
84±2
13±1
3±1
4±2
заявляемая
89±3
8±1
3±1
4±2
Подсолнечник, проращивание при пониженной температуре (+8<sup>о</sup>С)
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
61±3
21±2
18±3
–
по прототипу
78±2
15±1
7±1
–
заявляемая
88±3
8±1
43±1
–
Подсолнечник, проращивание в 20%-ном растворе сахарозы
по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86
65±3
18±2
17±3
–
по прототипу
80±2
14±1
6±1
–
заявляемая
90±3
7±1
3±1
–
Как видно из таблицы, при определении всхожести семян рулонным методом (по ГОСТ 12038–84. – 01.07.86) выявлено большое количество аномальных, мертвых и зараженных семян. При проращивании по прототипу всхожесть увеличивается, количество зараженных и мертвых семян снижается, но количество аномальных проростков по-прежнему остается достаточно высоким из-за токсического действия катионов серебра. При проращивании с использованием заявляемого устройства для проращивания семян всхожесть увеличивается, а количество аномальных проростков снижается по сравнению с прототипом из-за более низкой токсичности катионов цинка по сравнению с катионами серебра.
Проращивание при пониженной температуре (+8°С) и в растворе сахарозы (моделирование засухи) привело к снижению всхожести при проращивании рулонным методом главным образом за счет увеличения количества аномальных проростков. При проращивании по прототипу при пониженной температуре всхожесть увеличивается, количество мертвых семян снижается, но количество аномальных проростков остается достаточно высоким из-за токсического действия катионов серебра. При проращивании в заявляемом устройстве всхожесть увеличивается, а количество аномальных проростков снижается по сравнению с прототипом из-за того, что катионы цинка увеличивают устойчивость растений к неблагоприятным факторам.
Таким образом, устройство для проращивания семян, содержащее емкость для жидкости, установленный над анодом катод из нержавеющей стали, выполненный в виде сетки, анод виде пластины из цинка, помещенный на дно емкости для жидкости, пластину из пористого материала, расположенную над катодом и соприкасающуюся с жидкостью, и кассету для семян, установленную на пластине из пористого материала, обеспечивает повышение всхожести семян, снижение токсичности и увеличение устойчивости проростков.