СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН ЗАРАЗИХИ ПОДСОЛНЕЧНОЙ
SEEDLING TEST FOR SUNFLOWER BROOMRAPE

Изобретение относится к области сельского хозяйства (селекции) и может быть использовано для оценки жизнеспособности (всхожести) семян растений-паразитов для их дозированного употребления в качестве инфекционного начала при искусственном заражении растений-хозяев.
В сельскохозяйственном производстве при выращивании подсолнечника большой ущерб урожаю этой культуры наносит заразиха подсолнечная (Orobanche cumana Wallr.) - облигатный паразит из высших растений, лишенных собственных корней и листьев. Прорастая в корни растений подсолнечника, заразиха отнимает у них воду и питательные вещества, угнетая их тем самым вплоть до полной гибели. Цикл жизнедеятельности заразихи сводится к образованию массы мельчайших семян, которые и представляют собой источник инфекции в почве, где они могут сохранять жизнеспособность свыше 10 лет. При сильном распространении заразихи возделывание подсолнечника становится нерентабельным. На протяжении прошлого столетия в России было три таких периода, когда появились новые расы паразита и поражали весь устойчивый сортимент подсолнечника. Поэтому наиболее эффективный путь борьбы с заразихой подсолнечной - это непрерывная селекция подсолнечника на устойчивость к ней, представляющая довольно трудоемкий процесс.
При создании новых сортов подсолнечника, устойчивых к заразихе, обязательным в селекционном процессе является испытание селекционного материала на поражение этим паразитом. Важным этапом этой работы является точное дозирование инфекционной нагрузки, которое рассчитывают на основании получаемых показателей всхожести семян заразихи.
Известны методы определения всхожести семян сельскохозяйственных культур, согласно которым семена размещают на увлажненном ВОДОЙ ложе и помещают в термостат для проращивания, причем температуру в термостате и срок проращивания устанавливают в зависимости от исследуемой культуры (ГОСТ 12038-84, 01.07.1986 г. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести). Однако применения этих методов для определения всхожести семян заразихи недостаточно, т.к. для проращивания семян этого паразита необходимы особые условия.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению, взятому нами за прототип, является способ определения всхожести семян (культурных растений), включающий размещение семян на ложе, помещение ложа с семенами в термостат при температуре 25-28°С на 7-10 суток, проращивание их на ложе в присутствии жидкого субстрата, в качестве которого используют 8%-ный ВОДНЫЙ РАСТВОР акриламида (полиакриламидного ГЕЛЯ), вычисление процента нормально проросших семян стандартным методом (патент РФ №2143190, Бюлл. №36, 1999 г.).
Недостатком этого способа является то, что используемый в качестве субстрата 8%-ный полиакриламидный гель не может быть использован в качестве субстрата для проращивания семян растения-паразита заразихи подсолнечной, т.к. для их прорастания необходима определенная питательная среда, взятая от растения-хозяина (от корней подсолнечника).
Задача, решаемая заявляемым изобретением, - определение посевных качеств семян заразихи с использованием точных показателей их всхожести для определения оптимальной дозы инфекционной нагрузки в селекции подсолнечника на устойчивость к заразихе.
Цель изобретения - обеспечение всех необходимых условий для дружного прорастания семян заразихи подсолнечной путем непосредственной подачи веществ, выделяемых корнями растения-хозяина - подсолнечника, каждому семени растения-паразита - заразихи, находящемуся в опыте.
Технический результат достигается тем, что в известном способе определения всхожести семян, включающем размещение семян на ложе, помещение ложа с семенами в термостат при температуре 25-28°С на 7-10 суток для проращивания, проращивание их на ложе в присутствии жидкого субстрата, вычисление процента нормально проросших семян стандартным методом, согласно изобретению в качестве жидкого субстрата используют свежеприготовленный водный раствор корневых выделений растущих проростков подсолнечника, приготовленный путем погружения 2-х дневных его проростков корешками в воду и дальнейшего их проращивания в ней в течение 3-5 суток при температуре 20-25°С при естественном освещении, причем для получения водного раствора корневых выделений подсолнечника в 150 мл воды проращивают 30 его проростков, а вычисление процента нормально проросших семян заразихи осуществляют, например, с помощью стереоскопического микроскопа, вычисляя соотношение между проросшими и непроросшими ее семенами в одном поле зрения микроскопа.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного условием осуществления способа - использованием другого вещества: в известном способе для проращивания семян использовали 8%-ный полиакриламидный гель, а в заявляемом способе для проращивания семян заразихи подсолнечной используют водный раствор корневых выделений растущих проростков подсолнечника, приготовленный определенным образом: путем погружения 2-х дневных проростков подсолнечника корешками в воду и дальнейшего их проращивания в ней в течение 3-5 суток при температуре 20-25°С при естественном освещении, т.е. заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «НОВИЗНА».
Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы обнаружили, что известно использование корневых выделений подсолнечника для провокационного прорастания семян заразихи подсолнечной путем внесения измельченной массы молодых растений подсолнечника месячного возраста в почву. В растениях подсолнечника содержатся вещества, которые провоцируют прорастания в почве семян заразихи подсолнечной, проростки которой, не находя растений подсолнечника, затем погибают (И.В.Якушкин. Учебник «Растениеводство», М.: Сельхозиздат, 1953. - c.299). Осуществление указанных выше действий имеет другое предназначение, нежели определение всхожести семян заразихи, а именно: спровоцировать прорастание ее семян и оставить проростки без необходимого им питания на погибель. А подсчитать процент проросших семян заразихи невозможно, т.к. изначально не известно количество их в почве.
Нашими исследованиями была выявлена возможность достоверного и быстрого определения показателей всхожести семян заразихи подсолнечной, если для их проращивания использовать водный раствор корневых выделений проростков подсолнечника в возрасте 5-7 дней, от момента закладки семян подсолнечника на проращивание. Поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».
Заявляемое техническое решение соответствует и критерию патентоспособности ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, т.к. оно может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в селекции подсолнечника на устойчивость к заразихе. И, кроме того, в описании изобретения представлены средства и методы, с помощью которых возможно осуществление технического решения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения.
Способ осуществляют следующим образом.
Семена заразихи размещают на ложе, ложе с семенами помещают в термостат на 7-10 суток, проращивают их при температуре 25-28°С на ложе в присутствии жидкого субстрата, в качестве которого используют свежеприготовленный водный раствор корневых выделений растущих проростков подсолнечника, приготовленный путем погружения 2-х дневных его проростков корешками в воду и дальнейшего их проращивания в ней в течение 3-5 суток при температуре 20-25°С при естественном освещении, а затем вычисляют процент нормально проросших семян стандартным методом с помощью, например, стереоскопического микроскопа, вычисляя соотношение между проросшими и непроросшими семенами в одном поле зрения микроскопа. Причем, для получения водного раствора корневых выделений подсолнечника в 150 мл воды проращивают 30 его проростков.
Пример.
Для получения водного раствора корневых выделений проростков подсолнечника сначала получали 2-х дневные его проростки стандартным методом, для чего брали семянки подсолнечника в количестве 50 штук и закладывали их в рулоны влажной фильтровальной бумаги. Затем рулоны помещали в термостат для проращивания при температуре 25°С. Через 2-е суток выбирали 30 здоровых проростков с длиной корешка не менее 2 см. Полученные 2-х дневные проростки помещали корешками в сосуд с водопроводной водой объемом 150 мл с помощью пластикового диска, лежащего на сосуде с водой и имеющего отверстия диаметром 5,0 мм, так что семядольные листья удерживали проростки на поверхности диска, а корешки полностью были погружены в воду, которая заполняла сосуд до краев (фиг.1). Эту установку оставляли в естественных условиях освещения (ставили на подоконник) на 3-5 суток. Затем жидкость, в которой находились корни растущих проростков подсолнечника, сливали и использовали ее далее в качестве субстрата для пропитки поролоновой подложки и фильтровальной бумаги, помещенных на ложе для проращивания семян заразихи подсолнечной, для чего свежеприготовленный раствор корневых выделений проростков подсолнечника наливали в чашку Петри слоем 5 мм, помещали туда столько отдельных кусочков поролоновой губки, сколько одновременно исследовали разных образцов (из разных популяций и разных лет) семян заразихи (фиг.2). Кусочки губки покрывали кусочками фильтровальной бумаги, которые автоматически увлажнялись жидким субстратом, подтягивая его от губки, и насыпали на нее семена заразихи, используя для удобства насыпания флакончик, горлышко которого затянуто мелкоячеистой капроновой сеткой с размером ячеек, сходным с размером семян. Рядом с семенами размещали этикетки с номерами исследуемых партий. Далее чашку Петри закрывали крышкой и ставили в термостат на 10 суток при температуре 27°С. На 7-е сутки просматривали образцы с помощью стереоскопического микроскопа МБС-9 и наблюдали прорастание семян. Подсчитывали количество проросших и непроросших семян. Например, проросших было 78, непроросших - 53. Полученные числа суммировали и получали сумму 131. Принимали эту сумму за 100%, вычисляли процент проросших семян, составляя пропорцию, и получали 7800:131=59,5%. На десятый день подсчет проводили таким же образом. По каждому образцу получали цифры проросших семян на 7-й и 10-й день, которые являются характеристиками прорастания семян отдельного образца. Цифра на 7-й день характеризует дружность прорастания, а на 10-й - всхожесть.
Полученные показатели по всхожести семян заразихи использовали для определения инфекционной нагрузки на опытных посевах подсолнечника при испытании его устойчивости к заразихе. Семена заразихи смешивали с почвой в соотношении 200 мг семян заразихи на 1 кг почвы, если они имели 100%-ную всхожесть. Если всхожесть семян заразихи, определенная описанным способом, была ниже 100%, то их весовую дозу, вносимую на 1 кг почвы, увеличивали пропорционально снижению всхожести (табл.), чтобы результаты испытания устойчивости селекционных образцов были сопоставимы. Например, если всхожесть 70%, то недостающие 30% составляют 3,3 части от 100%. Делим 200 мг на 3,33 и получаем недостающие 60 мг. Их плюсуем к 200 мг и получаем необходимую дозу 260 мг семян заразихи, если всхожесть составляет только 70%. Аналогичный расчет делается и по другим числам всхожести. Затем доза умножается на число кг почвы, входящих в емкость для выращивания подсолнечника, например, это сосуды емкостью 10 кг почвы каждый. Тогда доза семян заразихи на один сосуд составит 260×10=2600 мг или 2,6 г.
Дозы семян заразихи подсолнечной, требующиеся на 1 кг почвы, в зависимости от их всхожести
Наименование показателя
Образцы семян заразихи
1
2
3
4
Всхожесть, %
100
70
45
30
Необходимая доза
семян заразихи,
200
260
311
320
мг/кг почвы
Следовательно, совокупность заявленных признаков является необходимой и достаточной для достижения поставленной цели (обеспечение всех необходимых условий для дружного прорастания семян заразихи подсолнечной путем непосредственной подачи веществ, выделяемых корнями растения-хозяина - подсолнечника, каждому семени растения-паразита - заразихи, находящемуся в опыте) и решения поставленной задачи (определение оптимальной дозы инфекционной нагрузки в селекции подсолнечника на устойчивость к заразихе с использованием показателей всхожести семян заразихи).