НАНОСТРУКТУРНАЯ ВОДНО-ФОСФОРИТНАЯ СУСПЕНЗИЯ В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОГУРЦА
NANOSTRUCTURED AQUEOUS PHOSPHORITE SUSPENSION AS CUCUMBER 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 плодоовощных культур, в частности огурца.
Известна в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца диаммонийная соль фумаровой кислоты, используемая в виде (0.01-0.1) водного раствора [1]. Недостатком этого вещества в указанном качестве является сравнительно низкая урожайность огурцов в начальный период плодоношения (40-60 суток с момента посадки), когда плоды указанной овощной культуры имеют наибольшую питательную ценность по сравнению с таковой в более поздние периоды их сбора.
Наиболее близким к заявляемому нами объекту по совокупности признаков является средство для предпосевной обработки семян растений на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, а именно двойного суперфосфата [2]. Недостатком данного вещества, которое в связи с только что отмеченным обстоятельством выбрано нами в качестве прототипа, в указанном выше качестве также является сравнительно низкая урожайность огурцов в начальный период плодоношения.
Целью настоящего изобретения является создание средства для предпосевной обработки семян огурца на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, позволяющего повысить урожайность огурцов именно в начальный период плодоношения.
Декларируемая цель достигается путем использования в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца на основе кальциевой соли ортофосфорной кислоты, а именно наноструктурной водно-фосфоритной суспензии, состоящей из наночастиц с размерами менее 100 нм, получаемой из природных фосфоритов посредством их измельчения, смешения с водой и последующей ультразвуковой диспергации. В результате использования такого вещества в указанном качестве имеет место повышение урожайности огурцов в начальный период плодоношения по сравнению с таковой для вещества-прототипа [2] в 2.0-2.5 раза.
До настоящего времени в литературе не была кем-либо описана наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для предпосевной обработки под какие-либо сельскохозяйственные культуры вообще. Это обстоятельство дает нам основания считать, 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 двойного суперфосфата на фосфорит и суспензирование последнего в воде с дроблением его частиц до наноразмерного уровня методом ультразвуковой диспергации), не позволяет предсказать априори появление у него новых по сравнению с веществом-прототипом свойств, а именно указанного выше существенного повышения уровня урожайности огурцов в начальный период плодоношения. Данный факт позволяет сделать заключение, что заявляемый нами объект явным образом не следует из известного в данной отрасли техники уровня и, следовательно, соответствует второму установленному законодательством РФ критериальному признаку изобретения - изобретательский уровень. Предлагаемая нами в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия достаточно легко может быть получена в промышленном масштабе и ее применение на практике осуществимо без каких-либо проблем; следовательно, заявляемому нами объекту присущ и третий установленный законодательством РФ критериальный признак изобретения - промышленная применимость.
Заявляемая на предмет изобретения наноструктурированная водно- фосфоритная суспензия, состоящая из наночастиц размером менее 100 нм, в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца может быть продемонстрирована на нижеследующих примерах.
Пример 1 (приготовление наноструктурной водно-фосфоритной суспензии)
Фосфоритную муку, полученную из природных фосфоритов Сюндюковского месторождения Республики Татарстан, смешивают с дистиллированной или деионизированной (обессоленной) водой из расчета 20 г муки на 100 мл воды. Эту смесь затем 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 фосфорита 5-95 нм. Полученную таким образом водно-фосфоритную суспензию далее используют по назначению в качестве средства для предпосевной обработки семян огурца.
Пример 2
Приготавливают наноструктурную водно-фосфоритную суспензию по описанной в примере 1 технологии при времени выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе 5 мин, выдерживают в ней семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (партенокарпический гибрид, сорт «Кураж») в течение 2 ч при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени приведены в Таблице 1.
Пример 3
Осуществляют по общей технологии примера 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 10 мин. Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 1.
Пример 4
Проводят, как и пример 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 20 мин. Данные по урожайности для этого случая представлены в Таблице 1.
Пример 5 (сравнительный)
Осуществляют таким же образом, как и пример 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 1 мин. Данные по урожайности для этого случая приведены в Таблице 1.
Пример 6 (сравнительный)
Осуществляют по общей схеме примера 2, но время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе устанавливают равным 30 мин. Данные по урожайности для этого случая см. в Таблице 1.
Пример 7 (сравнительный)
Выполняют по типу примера 2, но водно-фосфоритную смесь получают, смешивая фосфоритную муку с дистиллированной или деионизированной водой и перемешивая ее вручную обычной мешалкой в течение 30 мин. Данные по урожайности для этого случая см. в Таблице 1.
Пример 8 (по прототипу [2])
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян огурца, содержащее двойной суперфосфат 40 г, гуминовые кислоты 0.05 г, воду - до 1 л, выдерживают в нем семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (сорт «Кураж») в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанного выше моментов времени для данного случая приведены в Таблице 1.
Пример 9 (сравнительный, по прототипу [2])
Выполняют, как и пример 9, но гуминовые кислоты в указанный там раствор для предпосевной обработки семян огурца не вводят. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени для данного случая также представлены в Таблице 1.
Пример 10 (по аналогу [1])
Приготавливают средство для предпосевной обработки семян огурца - 0.05% водный раствор диаммонийной соли фумаровой кислоты, выдерживают в нем семена огурца обыкновенного Cucumis sativus (сорт «Кураж») в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего высаживают в почву (из расчета 25.000 растений на 1 га) традиционными для данной культуры приемами. Выращивание ведут в защищенном грунте (теплице) традиционным способом до стадии технической зрелости ее плодов в течение 40, 45 и 50 суток с момента посадки, после чего через каждый из указанных промежутков времени снимают урожай и определяют уровень урожайности по общей массе плодов в ц/га. Данные по урожайности огурца по достижении каждого из указанных выше моментов времени для данного случая приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Урожайность огурца Cucumis sativus сорта «Кураж» (ц/га) при сборе через
№ примера
40 суток
45 суток
50 суток
2
34.0
152.5
208.3
3
36.5
162.0
230.4
4
37.0
161.5
228.0
5 (сравнительный)
25.3
120.6
175.5
6 (сравнительный)
36.8
161.8
228.5
7 (сравнительный)
10.5
60.1
95.7
8 (по прототипу [2])
12.2
68.5
100.4
9 (сравнительный, по прототипу [2])
10.9
63.4
97.2
10 (по аналогу [1])
17.2
82.1
122.7
Пример 11
Осуществляют по общей технологии примера 2, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus (пчелоопыляемый гибрид, сорт «Эстафета»). Данные по урожайности огурца для этого случая представлены в Таблице 2.
Пример 12
Выполняют, как и пример 3, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Сведения об урожайности указанной культуры для данного случая приведены в Таблице 2.
Пример 13
Проводят по общей технологии примера 4, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая см. в Таблице 2.
Пример 14 (сравнительный)
Осуществляют, как и пример 5, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 15 (сравнительный)
Выполняют, как и пример 6, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Сведения об урожайности огурца для данного случая представлены в Таблице 2.
Пример 16 (сравнительный)
Осуществляют, как и пример 7, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая см. в Таблице 2.
Пример 17 (по прототипу [2])
Выполняют по общей технологии примера 8, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 18 (сравнительный, по прототипу [2])
Проводят по схеме примера 9, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Пример 19 (по аналогу [1])
Выполняют по общей технологии примера 10, но в качестве испытуемой овощной культуры используют Cucumis sativus, сорт «Эстафета». Данные по урожайности огурца для этого случая показаны в Таблице 2.
Таблица 2
Урожайность огурца Cucumis sativus сорта «Эстафета» (ц/га) при сборе через
№ примера
40 суток
45 суток
50 суток
11
31.9
143.8
192.8
12
34.7
152.9
219.0
13
35.3
149.0
217.4
14 (сравнительный)
22.7
113.1
164.6
15 (сравнительный)
33.5
150.2
212.3
16 (сравнительный)
9.8
53.6
87.9
17 (по прототипу [2])
11.6
60.3
92.2
18 (сравнительный, по прототипу [2])
9.2
59.8
91.5
19 (по аналогу [1])
13.6
69.7
103.2
Как можно видеть из приведенных в Таблицах 1-2 данных, заявляемая нами в качестве средства предпосевной обработки семян огурца наноструктурированная водно-фосфоритная суспензия позволяет значительно (в 2.0-2.5 раза) повысить урожайность данной овощной культуры в начальный период плодоношения (40-60 суток с момента посадки) по сравнению с таковой для средства-прототипа [2]. При этом данный положительный эффект отмечается лишь в том случае, если используется именно наноструктурная водно-фосфоритная суспензия, получаемая в результате ультразвуковой диспергации: в случае же водно-фосфоритной суспензии, получаемой при размешивании фосфорита в воде вручную, урожайность огурцов оказывается значительно ниже (сравните данные примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 7 и 16 соответственно). Следует отметить, что при создании заявляемой суспензии требуется определенное время выдержки водно-фосфоритной смеси в ультразвуковом диспергаторе (5-20 мин); при меньшем времени эффект повышения урожайности огурцов, хотя и имеет место, но в существенно меньшей степени, нежели при более продолжительном ультразвуковом диспергировании (сравните данные примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 5 и 14 соответственно). С другой стороны, как хорошо видно из сопоставления данных примеров 2-4 и 11-13 с данными примеров 6 и 15 соответственно, диспергирование водно-фосфоритной смеси сверх 20 мин уже не дает прироста урожайности.
Аналогичные результаты были получены нами и на других партенокарпических и пчелоопыляемых сортах огурца Cucumis sativus («Тристан», «Ceres», «Атлет»).
ЛИТЕРАТУРА
[1] Патент РФ №2.219.771 (2003).
[2] Патент РФ №2.352.115 (2009) (прототип).