КАПСУЛИРОВАННЫЙ ПОСЕВНОЙ МАТЕРИАЛ
ENCAPSULATED SOWING MATERIAL

Изобретение относится к лесному хозяйству и предназначено для защиты семян древесных растений (сосны кедровой сибирской, кедра корейского, кедрового стланика, дубов монгольского, черешчатого и других видов растений), имеющих глубокий покой и уничтожаемых в естественных условиях некоторыми видами грызунов и птиц, и может быть использовано для их дальнейшего осеннего высева в питомнике или на лесокультурную площадь, исключая предварительную стратификацию и обеспечивая защиту от поедания животными.
Известна предпосевная обработка семян с нанесением защитных и питательных компонентов из связующего и обволакивающего материала [патент RU №2246194, А01С 1/00, опубл. 20.02.2005 г.].
Известен капсулированный посадочный материал [патент RU №2361382, А01С 1/06, опубл. 20.07.2009 г.], обеспечивающий послойное капсулирование.
Известен капсулированный посадочный материал с регулируемыми свойствами [патент RU №2272390, А01С 1/06, опубл. 27.03.2006 г.), включающий семя внутри многослойной капсулы, в которой первый слой фунгицид и связующее вещество из питательной смеси, а наружный слой - наполнитель и связующее.
Недостатками указанных изобретений является использование в качестве связующего материала клеящих веществ, например крахмала, что может способствовать активному истреблению семян мышевидными грызунами. Недостатком торфосодержащих композиций во внешней оболочке капсул является свойство торфа легко терять влагу и медленно ее поглощать, что может не обеспечивать наличие доступной влаги для семян и неблагоприятно отразится на их развитии.
Известно также капсулирование семян [патент RU №2264698, А01С 1/06, опубл. 27.11.2005 г.). Недостатками следует признать сложность изготовления, недостаточную прочность покрытия, а также отсутствие защиты от поедания семян мышевидными грызунами, птицами.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является капсулированный посевной материал [WO 2005084415 А1, А01С 1/06, C05D 9/00, C05F 11/00, C05G 1/00, C05G 3/00, опубл. 15.09.2005 г.], включающий капсулу с водорастворимой оболочкой и семя, находящееся внутри капсулы, при этом оболочка состоит из смеси природного волокнистого материала и сырой глины.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи - защита высеваемых семян древесных растений от повреждения мышевидными грызунами, птицами и обеспечение условий, оптимальных для преодоления глубокого покоя.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение грунтовой всхожести за счет устранения возможности поедания семян и всходов животными, а также успешного преодоления глубокого покоя.
Технический результат достигается тем, что в капсулированном посевном материале, включающем капсулу с водорастворимой оболочкой и семя, находящееся внутри капсулы, при этом оболочка состоит из смеси природного волокнистого материала и сырой глины, новым является то, что в качестве природного волокнистого и укрепляющего композицию материала используют паклю. Также новым является то, что смесь пакли и сырой глины находится в соотношении от 1:4 до 1:2 и толщина материала составляет от 0,5 до 2 эквивалентного диаметра семени, а конечная влажность готового продукта составляет 10-20%.
Защитный слой должен отвечать следующим требованиям: придавать капсуле нужную прочность (для возможности применения механизированных посевов), быть легко проницаемым для корня при прорастании, не вступать в нежелательные химические реакции с почвенным поглощающим комплексом, быть по возможности недорогим и обеспечивать сохранность семян от мышевидных грызунов.
Наиболее подходящим композиционным материалом оказалась смесь сырой глины в сочетании с паклей (в качестве связующего). Применение только одной глины при высыхании сопровождалось растрескиванием и разрушением капсул. Для связующего необходимо использовать материал, обладающий дополнительным свойством отпугивать мышевидных грызунов. Репеллентные свойства пакли были известны давно и часто использовались в практике для отпугивания мышей. Компоненты защитного слоя перед использованием перемешивают с водой до получения однородной массы, пригодной для обволакивания семян.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый капсулированный посевной материал отличается наличием оболочки капсулы, которая состоит из смеси пакли и сырой глины соотношении от 1:4 до 1:2, толщина материала составляет от 0,5 до 2 эквивалентного диаметра семени и конечная влажность готового продукта составляет 10-20%.
Таким образом, заявляемый капсулированный посевной материал соответствует критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данных и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена динамика прорастания капсулированных семян (а - 6.06.2009; б - 10.06.2009). На фиг.2 представлен процесс прорастания капсулированных семян на поверхности почвы (а - прорастание корешка семени; б - удлинение корешка и проникновение его в почву; в - удлинение гипокотиля и выход семядолей из кожуры и капсулы на поверхность).
Сущность изобретения заключается в том, что предпосевную обработку осуществляют путем обволакивания каждого семени древесных растений (сосны кедровой сибирской, кедра корейского, кедрового стланика, дубов монгольского, черешчатого и других видов растений, отвечающих указанным параметрам) защитной оболочкой из смеси сырой глины и пакли путем окатывания вручную или в барабанных, дисковых аппаратах. Возможна реализация предложенного изобретения и на другом, имеющемся в распоряжении пользователя, оборудовании. Соотношение пакли и сырой глины в капсулированном материале может варьироваться от 1:4 до 1:2. При любой применяемой технологии толщина защитного материала должна составлять от 0,5 до 2 эквивалентного диаметра семени. Полученные капсулы обязательно высушивают при температуре не выше 25°С и влажности воздуха не более 60%. Тепловой режим не должен ухудшать всхожести семян. Конечная влажность готового продукта 10-20%. Предложенный капсулированный материал также сохраняет возможность добавления, при необходимости, микроэлементов, стимуляторов роста, спор микоризообразующих грибов, препаратов для борьбы с болезнями.
Наряду с защитой от мышевидных грызунов, птиц и других животных, защитная капсула будет обеспечивать запасание влаги и ее дозированную отдачу семени в условиях засухи. Покрытие семян несколько задерживает появление всходов (всходы появляются на поверхности почвы в период уже достаточного количества корма для мышевидных грызунов, птиц), что существенно снижает вероятность их повреждения животными.
Пример
Для испытания взяли 1600 шт. семян сосны кедровой сибирской (Pinus sibirica), имеющих глубокий покой и активно поедаемых животными при осеннем посеве. Поэтому семена в питомнике и лесных культурах высевают весной после обязательного проведения трудоемкого процесса стратификации. Однако и это не обеспечивает их достаточную защиту от вредителей. Всходы поедаются мышевидными грызунами и птицами сразу после посева и в процессе появления всходов (т.к. в это время очень мало корма для питания).
800 шт. семян вручную закатывают в защитный слой из смеси пакли и сырой глины в соотношении от 1:4 до 1:2. Толщина защитного материала составляет от 0,5 до 2 эквивалентного диаметра семени. Полученные капсулы высушивают при температуре не выше 25°С и влажности воздуха не более 60%. Конечная влажность готового продукта составляет 10-20%. 800 шт. семян оставляют в качестве контроля.
Посев семян проводили 16 октября 2008 г. Глубину заделки изменяют от 1 до 2 см. Ширина посевной строки - 5-7 см. Мульчирование не проводилось. Высевают 800 шт. капсулированных семян и около 800 шт. семян Pinus sibirica без предварительной обработки (контроль). Строки контрольных посевов чередуют с опытными. Подготавливают четыре строки для капсулированных семян и четыре - контроль (без обработки). В каждую строку высевают по 200 шт. семян.
13 ноября 2008 г. в результате проведенной инвентаризации установлено, что большая часть контрольных семян (без капсулирования) съедена мышевидными грызунами. Капсулированные семена оказались абсолютно не тронуты.
Весной небольшая часть капсулированных семян оказалась разрыта птицами. Лишь единичные капсулы были разрушены. В дальнейшем оставшиеся неповрежденными семена начали успешно прорастать на поверхности. Основная масса всходов проросла в начале июня. К этому времени появилось достаточное количество корма для животных и их интерес к всходам кедра значительно снизился. Укрытие от птиц не проводилось. В некоторых случаях появление всходов продолжалось до середины июля.
Грунтовая всхожесть составила: 71% - в случае с капсулированными семенами и всего 0,2% - без обработки семян (контроль). Данные по грунтовой всхожести семян сосны кедровой сибирской представлены в таблице.
Таблица
Грунтовая всхожесть семян сосны кедровой сибирской
Повторность
Грунтовая всхожесть, %
Опыт (капсулированные семена)
Контроль (обычные семена)
1
77,4
0,4
2
64,1
0,0
3
74,0
0,4
4
68,7
0,0
Среднее
71,05
0,2
Первоначальная обеспокоенность о том, как семядолям кедра удастся пробиться сквозь плотную оболочку из глины и пакли, была легко снята. В процессе прорастания семени корешок удлиняется и проникает в почву. При помощи растущего гипокотиля семядоли легко выходят из кожуры (а также капсулы) и пробиваются на поверхность почвы.
Таким образом, при использовании предложенного предпосевного капсулирования семян происходит увеличение грунтовой всхожести семян кедра при осенних посевах, что исключает затраты на предпосевную обработку семян при весенних посевах. Преимущества капсулирования семян кедра заключаются в достаточно широком спектре создаваемых благоприятных условий для прорастания семян кедровых сосен:
1) защита от мышевидных грызунов, птиц и других животных;
2) обеспечение оптимальных условий для прохождения естественного процесса стратификации;
3) запасание влаги и ее дозированная отдача семени в условиях засухи;
4) защита семян от проникновения фитопатогенных организмов;
5) появление всходов в период достаточного количества корма для животных, что существенно снижает вероятность их повреждения;
6) возможность добавить в полученный композитный материал при необходимости микроэлементы, стимуляторы роста, споры микоризообразующих грибов, препараты для борьбы с болезнями.
Использование капсулированных семян будет эффективно как в питомниках при выращивании посадочного материала, так и при создании лесных культур, особенно на труднодоступных участках.