СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ РИСА
METHOD OF STIMULATING GROWTH OF RICE PLANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а точнее к растениеводству и средствам стимулирования прорастания и роста растений риса, и может быть использовано для предпосевной обработки семян при выращивании риса в аграрных хозяйствах, агрокомплексах и опытных станциях.
Известны способы обработки семян зерновых культур (пшеница, кукуруза, рис) перед посевом для стимулирования прорастания семян и повышения их всхожести путем замачивания семян в растворе эмистима С (Безвенюк З.О., Троян В.М., Музыка В.М. и др. Ефективнiсть застосування регуляторiв росту для iнкрустацii насiння кукурудзиi // Физиология и биохимия культурных растений. 1995. Т.27. № 4. - С.248-253). К недостаткам этого способа следует отнести большую трудоемкость операций предпосевной обработки семян, дороговизну, а также невысокие показатели стимуляции всхожести и роста растений зерновых культур и, в частности, риса.
Известно также применение ретарданта хлорхолинхлорида для опрыскивания проростков и зеленой массы риса для предотвращения полегания растений и повышения их урожайности (Деева В.П. Ретарданты - регуляторы роста растений. Минск: Наука и техника, 1981. - 174 с.; Калинин Ф.Л. Применение регуляторов роста в сельском хозяйстве. Киев. "Урожай". 1989. С.40-41.). Используют еще препараты фолиевой кислоты, а также 2,4 Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) и метионин для опрыскивания растений риса и повышения его устойчивости к полеганию (Регуляторы роста растений. / Под ред. акад. ВАСХНИЛ В.С.Шевелухи. - М.: Агропромиздат, 1990. С.16, 24). Однако, эти методы почти не применяются на практике из-за дороговизны, достаточно большого расхода препаратов и сравнительно высокие их концентрации при обработке растений, например, по зеленой массе.
Известно применение в качестве дезинфектанта химического соединения полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида (ПГМГ НС1), общей формулы:
с молекулярной массой 4-10 тыс. усл. ед. при обработке клубней картофеля (патент РФ № 2136155, кл. A01N 47/44 от 21.05.98 г.), недостатком которого является дороговизна процесса обработки из-за сравнительно высоких концентраций действующего вещества.
В качестве прототипа для заявляемого способа принимается способ предпосевной обработки семян риса путем их смачивания раствором сернокислой меди с последующим воздушно-тепловым обогревом при температуре 30°-35°С в течение суток для повышения всхожести семян, выживаемости растений и повышения урожайности риса (патент РФ № 2265303, кл. A01C 1/00 от 6.05.2002).
К недостаткам известного способа следует отнести трудоемкость длительного прогревания семян риса в растворе вышеуказанного препарата, большой расход действующего вещества из-за его использования в сравнительно высоких концентрациях (0,5% раствор) и, как следствие, дороговизну обработки, а также недостаточно высокое повышение полевой всхожести семян и урожайности риса (на 1,0-2,2%).
В основу заявляемого изобретения поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - стимуляторов роста растений риса, снижения трудоемкости процесса обработки семян, повышения их всхожести (прорастания), а также увеличения урожайности риса.
Поставленная задача решается тем, что в способе стимуляции роста и развития растений риса, включающем предпосевную обработку семян риса путем их смачивания водным раствором биологически активного вещества с последующим их просушиванием, операцию смачивания семян риса проводят водным раствором ПГМГ HCl, общей формулы:
с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед., с концентрацией действующего вещества 0,001:0,075% и расходом рабочего раствора в дозе 10-12 л на 1 т семян. При этом смачивание семян водным раствором полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида в процессе механической или ручной обработки осуществляют в течение 2-30 мин.
Сущность заявляемого изобретения на способ стимуляции роста и развития растений риса поясняется примерами 1-3. В таблицах 1-6 приведены средние данные 20-100 определений, повторность модельных и полевых опытов 4-х кратная. В модельных экспериментах проростки риса выращивались в рулонах фильтровальной бумаги на водной среде (чистый фон) или растворе гербицида диалена С (10 мг/л, на 5 сутки) при t=25°C в термостате (до 4-х суток), затем - при комнатной температуре и освещении лампами дневного света. Энергию прорастания (ЭП) определяли на пятые сутки, всхожесть - на седьмые, а также проводили отборы проростков и замеры длин корней (1) и ростков (L). Биохимические показатели зерна риса определяли стандартными методами (Методы биохимического исследования растений. / под ред. А.И.Ермакова. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 430 с.). Проведена статистическая обработка полученных экспериментальных данных по стандартным методам (Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Вышейша школа, 1973. - 318 с.). Отклонения от средних для каждого статистического ряда не превышают 5% от средних величин.
Для осуществления предлагаемого способа в модельных экспериментах семена риса смачивают вручную с помощью распылителя, перемешивая семена в процессе распыления раствора ПГМГ HCl. В полевых условиях смачивание семян риса осуществляют, например, механически в аппарате для предпосевной обработки семян. Длительность процесса смачивания определяется способом обработки и в использованных нами вариантах не превышает 2-30 мин.
Пример 1. Изучено влияние предпосевной обработки семян риса трех сортов смачиванием водными растворами (р-р) ПГМГ HCl (полигуанидин) с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. и с концентрацией 0,001-0,075% на показатели энергии прорастания, всхожести семян, а также на рост и развитие проростков риса на ранних этапах онтогенеза на чистом и гербицидном фоне в модельных экспериментах. Определено повышение всхожести семян риса на 15-35% (табл.1, 2, 3), наблюдалось увеличение энергии прорастания на 15-37% по сравнению с контролем (к.) из необработанных семян. Обнаружена стимуляция ростовых показателей проростков риса трех сортов в 1,7-3,0 раза в опытных вариантах с предпосевной обработкой семян растворами полигуанидина, причем в большей степени - на гербицидном фоне. Выявленная стимуляция всхожести и морфометрических показателей проростков риса после предпосевной обработки семян растворами ПГМГ HCl значительно превышала показатели прототипа. Оптимальными для обработки семян изученных сортов риса являются концентрации полигуанидина в диапазоне 0,001:0,075%.
Пример 2. Изучено влияние предпосевной обработки семян препаратом ПГМГ HCl трех сортов риса, различных по срокам созревания, на урожайность этих сортов риса, выращенных в полевых условиях в 2005-2006 гг. (табл.4, 5). Определено повышение урожайности всех сортов риса на 6,5-19,5% у опытных вариантов по сравнению с контролем, что существенно превышает соответствующие показатели базового способа. Определено также повышение количества зерен в метелке на 30-33% у опытных образцов (табл.5). Оптимальными для обработки семян изученных сортов риса являются концентрации полигуанидина в диапазоне 0,001:0,075%.
Таблица 1
Влияние предпосевной обработки семян риса Украина 96 препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки)
Наименование образца, вид обработки
Всхожесть, %
7 сутки
10 сутки
12 сутки
l корней
L ростков
l корней
L ростков
l корней
L ростков
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
Чистый фон, вода
Контроль
85
18
100
11
100
28
100
19
100
32
100
25
100
0,075% р-р полигуанидина
95
20
111
11
100
30
107
18
95
31
97
22
88
0,05% -«-
90
28
156
11
100
59
210
21
111
80
275
30
120
0,04% -«-
90
23
128
12
110
54
193
23
121
59
184
39
156
0,03% -«-
90
33
183
14
127
62
221
21
111
84
262
28
112
0,02% -«-
95
34
181
12
109
64
228
23
121
78
244
34
136
0,01% -«-
95
23
127
11
100
51
182
21
111
65
203
35
140
0,001% -«-
95
32
178
12
109
55
196
21
111
78
244
34
136
Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л
Контроль
80
12
100
10
100
15
100
17
100
16
100
19
100
0,075% р-р полигуанидина
95
15
125
10
100
22
147
14
82
21
131
18
95
0,05% -«-
90
17
142
11
110
24
160
14
82
26
125
15
79
0,04% -«-
90
24
200
11
110
32
213
17
100
33
206
24
126
0,03% -«-
90
19
158
10
100
24
160
16
94
24
114
22
116
0,02% -«-
95
27
225
12
120
41
273
23
135
34
212
24
126
0,01% -«-
95
23
192
11
110
30
200
15
88
31
194
22
116
0,001% -«-
95
26
216
10
100
34
227
18
106
35
219
22
116
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 2
Влияние предпосевной обработки семян риса Днепровский препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки)
Наименование образца, вид обработки
Всхожесть, %
7 сутки
10 сутки
12 сутки
l корней
L ростков
l корней
L ростков
l корней
L ростков
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
Чистый фон, вода
Контроль
90
44
100
18
100
46
100
31
100
51
100
41
100
0,075% р-р полигуанидина
95
56
127
20
111
66
143
39
126
70
137
52
126
0,05% -«-
95
52
118
20
111
69
150
32
103
93
182
49
119
0,04% -«-
100
60
136
20
111
72
156
34
110
88
173
54
132
0,03% -«-
95
56
127
25
139
67
146
39
126
76
149
56
137
0,02% -«-
95
60
136
20
111
79
172
39
126
90
176
53
129
0,01% -«-
95
70
159
20
111
81
176
42
135
90
176
57
139
0,001% -«-
100
67
152
21
117
80
170
42
135
86
168
57
139
Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л
Контроль
85
32
100
19
100
36
100
29
100
39
100
40
100
0,075% р-р полигуанидина
95
49
153
22
116
52
144
34
117
54
138
47
118
0,05% -«-
100
35
109
19
100
36
100
26
90
41
105
36
90
0,04% -«-
100
36
113
23
121
37
103
27
93
41
105
42
105
0,03% -«-
100
34
106
24
126
35
97
30
103
41
105
47
118
0,02% -«-
95
42
131
22
116
42
117
30
103
50
128
43
108
0,01% -«-
100
46
144
20
105
46
128
30
103
47
121
44
110
0,001% -«-
100
50
156
21
110
50
139
32
110
54
138
44
110
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 3
Влияние предпосевной обработки семян риса Антей препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки)
Наименование образца, вид обработки
Всхожесть, %
7 сутки
10 сутки
12 сутки
l корней
L ростков
l корней
L ростков
l корней
L ростков
мм
%от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
мм
% от к.
Чистый фон, вода
Контроль
90
53
100
21
100
59
100
39
100
70
100
42
100
0,075% р-р полигуанидина
95
77
145
24
114
98
166
38
97
105
150
41
98
0,05% -«-
95
72
136
23
110
95
161
41
105
96
137
43
102
0,04% -«-
100
59
111
23
110
62
105
38
97
68
97
43
102
0,03% - «-
95
66
124
22
105
83
141
35
90
84
120
41
98
0,02% -«-
95
52
98
22
105
72
122
38
97
77
110
45
107
0,01% -«-
95
64
121
22
105
78
132
39
100
82
117
42
100
0,001% -«-
100
42
79
20
95
60
102
35
90
67
96
40
95
Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л
Контроль
85
46
100
19
100
49
100
32
100
50
100
33
100
0,075% р-р полигуанидина
95
61
133
22
115
66
102
38
116
67
134
41
126
0,05% -«-
100
52
113
20
105
58
118
37
114
60
120
39
118
0,04% -«-
100
46
100
17
89
52
106
29
90
53
106
31
94
0,03% -«-
100
43
94
19
100
50
102
33
103
51
102
34
103
0,02% -«-
95
33
72
19
100
41
84
33
103
43
86
36
110
0,01% -«-
100
57
124
22
115
59
120
38
115
61
122
43
142
0,001% -«-
100
30
65
21
111
39
80
34
106
40
80
37
122
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 4
Характеристика урожая риса Украина 96 из полевого опыта (г.Скадовск, 2005 г.) после предпосевной обработки семян растворами препарата полигуанидина
Наименование образца, вид обработки
Урожай
ц/га
% от к.
Рис Украина 96,
контроль
40,6
100,0
опыт 0,04% р-ра полигуанидина
38,4
94,6
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
48,5
119,5
опыт 0,001% р-ра полигуанидина
46,7
115,0
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 5
Влияние предпосевной обработки семян риса препаратом полигуанидина на показатели урожая, выращенного в полевых условиях при рандомизированном посеве (г.Скадовск, 2006 г.)
Наименование образца, вид обработки
Влажность, %
Количество зерен в метелке
Урожай
шт.
% от к.
ц/га
% от к.
Рис Украина 96, средне-ранний
контроль
13,6
100
100
78,3
100,0
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
13,6
130
130
83,4
106,5
Рис Днепровский, ранний
контроль
13,6
124
100
71,3
100,0
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
13,6
120
96
81,0
113,6
Рис Антей, поздний
контроль
13,6
140
100
77,0
100,0
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
13,6
187
133
85,5
111,0
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Таблица 6
Влияние предпосевной обработки семян риса препаратом полигуанидина на массу 1 тыс.зерен, содержание общего белка в зрелом зерне, выращенном в полевых условиях (г.Скадовск, 2005-2006 г.)
Наименование образца, вид обработки
Влажность, %
Содержание общего белка
Масса 1 тыс. зерен
% на сухое вещество
% от к.
г
% от к.
Урожай 2005 г.
Рис Украина 96
контроль
9,0
6,2
100
26,2
100
опыт 0,04% р-ра полигуанидина
8,8
6,2
100
28,5
109
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
8,0
6,74
109
27,5
105
опыт 0,001% р-ра полигуанидина
9,0
6,4
103,2
25,8
99
Урожай 2006 г.
Рис Украина 96
контроль
12,0
3,9
100
29,6
100
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
12,0
5,8
149
30,4
103
Рис Днепровский
контроль
12,0
5,1
100
28,5
100
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
12,0
6,6
129
29,4
103
Рис Антей
контроль
12,0
4,5
100
25,1
100
опыт 0,02% р-ра полигуанидина
12,0
6,3
138
27,2
108
• Ошибка выборки не превышает 5% от средних
Пример 3. Изучено влияние предпосевной обработки семян риса разных сортов растворами полигуанидина на массу 1 тыс. зерен и содержание общего белка в зрелом зерне риса, выращенном в полевых условиях 2005-2006 г. Определено повышение массы 1 тыс. зерен риса на 5-9% в разные годы репродукции у опытных вариантов (табл.6). Содержание общего белка в зрелом зерне риса опытных образцов повысилось на 9-49%, что свидетельствует о значительном улучшении качества зерна риса при использовании предпосевной обработки семян растворами полигуанидина.
Анализ биохимических показателей зрелого зерна риса разных сортов, выращенного в полевых условиях с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ HCl, подтвердил, что наряду с повышением урожайности риса качество зрелого зерна риса существенно возрастает. Это еще раз показывает положительное влияние предпосевной обработки семян риса предлагаемым способом для получения высоких урожаев риса улучшенного качества.
Использование заявляемого изобретения в сельском хозяйстве позволит стимулировать всхожесть, рост и развитие растений риса в полевых условиях, их устойчивость, что, в конечном итоге, приводит к повышению урожайности зерна риса и улучшению его качества. Внедрение предлагаемого изобретения позволит также повысить эффективность сельскохозяйственного производства в области рисоразведения, особенно в условиях неблагоприятного земледелия в степных зонах Украины и стран СНГ при потеплении климата в целом.