СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНГИЦИДОВ С МИНИМАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНОЙ СУММАРНОГО ИНГИБИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ СЕМЯН ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ПОСЕВЕ НА КОНКРЕТНЫХ ПОЧВАХ
METHOD OF DETERMINING FUNGICIDES WITH MINIMUM VALUE OF TOTAL INHIBITION OF DEVELOPMENT OF SEEDS OF GRAIN CROPS WHEN SOWING ON SPECIFIC SOILS

Область техники
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к выбору фунгицидов, обеспечивающих минимальное влияние на посевные качества семян зерновых культур при предпосевной обработке семян для посева на конкретных почвах.
Уровень техники
Из уровня техники известны различные способы аналогичного назначения. В частности, известен способ оценки действия фунгицидов по определению энергии прорастания и всхожести зерна обработанных и необработанных фунгицидом семян [1], заключающийся в проращивании семян на влажном песке. Чашки Петри наполняют увлажненным песком, разравнивают его. Затем раскладывают семена и трамбовкой вдавливают в песок на глубину, равную их толщине. Данный способ позволяет сравнивать обработанные и необработанные семена.
Основными недостатками данного способа являются, во-первых, низкая производительность при проведении экспериментов. Для большинства зерновых культур время определения прорастания составляет 3-4 суток, а всхожести 7-8 суток. Во-вторых, не удается получать результаты достаточной статистической значимости, так как испытания проводятся, как правило, в 4-х кратной повторности при использовании в одном опыте 100 зерновок. Это связано с тем, что проросшие семена необходимо пересчитывать, что при большом количестве семян (более 100) требует значительных трудозатрат. В-третьих, не удается в полной мере оценить посевные качества семян, так как принимается во внимание только наклевывание проростков за определенное время, а не их длина. В результате различные хорошие семена невозможно отличить между собой по посевным качествам, а значит, невозможно выбрать из них лучшие. В-четвертых, оценка угнетающего действия фунгицидов проводится на инертном субстрате (песке), а не на конкретных почвах, обладающих токсикозом и ингибирующих развитие семян.
Наиболее близким [2] к заявляемому является способ выбора фунгицидов, обеспечивающих сохранение посевных качеств семян зерновых культур, заключающийся в обработке семян тестируемыми фунгицидами в рекомендуемой для обработки концентрации, помещении обработанных и необработанных фунгицидами семян в емкости, последующем приведении семян в контакт с водой, выдержке семян в контакте с водой и определении и сравнении параметров, характеризующих прорастание на обработанных и необработанных фунгицидами семенах, при этом используют замкнутые емкости, в которые помещают навески семян, засыпают семена сухим песком, вес которого в 4 раза больше веса семян, добавляют в емкости одинаковое с навесками семян количество воды, и для оценки выбора фунгицидов, обеспечивающих сохранение посевных качеств семян, используют различие в количестве углекислоты, выделившейся на одну среднюю зерновку при прорастании обработанных и необработанных фунгицидами семян при комнатной температуре за время 16-28 часов.
Основными недостатками данного способа с одной стороны является то, что в этом случае при учете выделившийся углекислоты оценивается энергия прорастания, и на этой стадии сложно выявить негативный эффект воздействия фунгицидов. С другой стороны, известный способ не позволяет учесть суммарное ингибирующее действие фунгицидов на развитие семян, то есть не учитывает действие токсикоза конкретных почв, при этом оценка угнетающего действия фунгицидов проводится на инертном субстрате, песке и не позволяет избежать потерь урожая при возделывании культур на реальной почве в поле.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой, решаемой посредством заявляемого изобретения, является необходимость преодоления недостатков, присущих аналогам, а именно, необходимость создания способа определения суммарного ингибирования и выбора фунгицидов, с минимальной степенью влияния на рост семян зерновых культур при предпосевной обработке семян при их посеве на конкретных почвах.
Способ позволяет выявить фунгицид с минимальной величиной суммарного ингибирования развития семян зерновых культур с учетом вклада негативного воздействия почв на развивающиеся в почвах семена, что может позволить избежать угнетения развития семян и развивающихся из них в почвах растений, вплоть до значительной потери урожая.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении возможности одновременного проведения измерений как для больших партий семян (от 1000 до 1200 семян), так и для широкой линейки фунгицидов и почв, что ведет к повышению достоверности получаемых результатов за счет возможности увеличения объема статистической выборки. Кроме того, технический результат заключается в повышении производительности способа при обеспечении возможности проверки пригодности фунгицидов для предпосевной обработки семян для посева на конкретных почвах. Результат для тысяч семян может быть получен уже через 48 часов. Увеличение количества семян практически не усложняет работу, так как в результате реализации заявляемого способа определяют независимый интегральный параметр (а именно, насыпной объем проросших семян), что значительно повышает точность получаемых результатов. В связи с использованием в одном опыте 1200 семян (6 повторностей по 200 семян) минимизируется ошибка, связанная с разнокачественностью семян. Использование шестикратной повторности с последующей статистической обработкой результатов приводит к тому, что согласно критерию Стьюдента ошибка при 95% уровне значимости не превышает 7%.
Техническая сущность изобретения заключается в том, что реакция семян на ингибирование фунгицидами и конкретными почвами определяется их способностью прорастать и давать корни и ростки (проростки) при развитии обработанных фунгицидами семян на этих почвах по сравнению с развитием необработанных семян на песке. Почвы, как правило, содержат токсины, образовавшиеся функционировавшими в них фитопатогенами, при разложении растительных остатков или выделенные растениями. При приведении обработанных фунгицидами семян в контакт с влажной почвой начинается поступление токсинов из почвы в семена. У семян есть видовая и сортовая чувствительность к токсинам, а в разных по предыстории почвах могут накапливаться различные токсины. В результате суммарная чувствительность различных семян к действию токсинов, накопившихся в почвах, и токсическому действию фунгицидов будет отличаться. Семена будут лучше прорастать при обработке теми фунгицидами и на тех почвах, если они устойчивы к токсическому действию фунгицидов и токсинов почв, а образующиеся из них растения будут лучше в этих почвах развиваться и дадут максимальные урожаи. Содержание токсинов в песке по сравнению с почвой пренебрежимо мало, что позволяет брать развитие проростков семян в песке за базовый показатель для сравнения. Подобное также возможно потому, что прорастающие в течение 2 суток семена еще не начинают поглощать питательные вещества из почвы, а развиваются за счет накопленных ресурсов. При добавлении воды в почву токсины переходят в раствор и оказывают воздействие на семена уже за первые двое суток. Поэтому при сравнении развития обработанных фунгицидами семян в конкретной почве с развитием необработанных семян в песке, можно оценить суммарную реакцию семян на токсины, содержащиеся в почве, и токсическое действие фунгицидов. В связи с тем, что первые этапы прорастания (набухание и проклевывание семян) обусловлены веществами, запасенными при созревании семян, информацию о прохождении биохимических процессов в семенах можно получить только на этапе развития проростков, то есть примерно через 24-36 часов после приведения семян в контакт с влагой при температуре 22-25°С. Таким образом, сравнение отношений скоростей развития проростков необработанных семян на песке и обработанных семян в изучаемой почве позволяет понять пригодность проверяемых фунгицидов для обработки семян для посева на конкретной почве с ее конкретной предысторией. Под конкретными почвами понимают любые почвы, которые предполагается использовать для посева, взятые с одного поля. Полученный в результате реализации способа результат будет распространяться именно на эти почвы, независимо от их исходного качества - плодородные, неплодородные, загрязненные и т.д.
Для этого одинаковые навески сравниваемых необработанных и обработанных изучаемым фунгицидом семян, помещают в емкости, одни из которых содержат соответственно песок, а другие почву, на которой планируется высевать семена. К ним добавляют навески воды, которые обеспечивают оптимальное развитие семян на почве и песке. После этого емкости с образцами термостатируют при влажности воздуха близкой к 100%. По прошествии времени около двух суток (40-50 часов) измеряют насыпные объемы проросших в почве и песке семян и сравнивают отношение насыпных объемов в песке и изучаемой почве, определяя величину ингибирования в процентах прорастания обработанных фунгицидом семян в почве по сравнению с необработанными семенами в песке. Следует отметить, что из-за свойственной семенам разнокачественности, сравнение можно проводить, определяя насыпные объемы для больших (более 1000 штук) используемых в эксперименте массивов семян. В противном случае обнаружить значимых различий в прорастании семян не представляется возможным. Насыпные объемы проросших семян определяют в цилиндре с водой объемом 100 мл, насыпая в цилиндр с водой, стоящий на вибростолике, семена с проростками небольшими порциями, чтобы они оседали раздельно друг от друга до образования равномерной структуры (без пустот) из проросших семян объемом около 20 мл. Уплотнение проводят во избежание создания крупных пор, которые влекут к увеличению ошибки. Затем на семена помещают груз, уплотняющий структуру из семян с проростками, делают это несколько раз, пока все семена с проростками изучаемого образца (7,5 г исходных семян) не будут находиться в цилиндре, после чего проводят дополнительное уплотнение образовавшейся структуры из семян с проростками, постукивая цилиндром с семенами с проростками и грузиком на их поверхности о стол, с последующим измерением насыпного объема образовавшейся структуры.
Поставленная задача решается тем, что способ определения фунгицида с минимальной величиной суммарного ингибирования развития обработанных различными фунгицидами семян зерновых культур при их посеве на определенной почве, включает последовательно выполняемые следующие этапы:
- формирование, по меньшей мере, двух обработанных растворами соответствующих фунгицидов, опытных навесок семян зерновых культур и одной необработанной контрольной навески семян зерновых культур,
- обеспечение контакта опытных обработанных образцов семян с почвой с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости почвы (наименьшая влагоемкость - это установившаяся после стекания избытка воды влажность предварительно насыщенной почвы, достигается, как правило, через 2-3 дня после интенсивного дождя или полива хорошо дренируемой гомогенной почвы [3]);
- обеспечение контакта контрольного образца семян с песком с добавлением воды до достижения наименьшей влагоемкости песка;
- выдержка указанных опытных и контрольных образцов семян до проращивания,
- удаление почвы и песка с пророщенных семян и помещение очищенных опытных и контрольных образцов пророщенных семян в идентичные прозрачные емкости с водой,
- уплотнение пророщенных семян в емкостях посредством вибрационного воздействия в вертикальной плоскости, и ударного воздействия на дно емкости, при этом после вибрационного воздействия на образцы семян в емкости помещают идентичные по массе грузы,
i
- определение насыпных объемов опытных (V2) и контрольного (V3) образцов пророщенных семян по высоте размещения груза от дна емкости,
i
- определение величины суммарного ингибирования для каждого образца (И) по формуле:
i
i
И=((V3-V2)/(V3-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов;
i
V2 - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3 - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер опытного образца.
i.
i
- определение минимального И, по которому определяют опытный образец, обработанный фунгицидом с минимальной величиной суммарного ингибирования. Заявляемый способ выполняют в шестикратной повторности. Возможны варианты при определении времени, достаточного для определения степени проращивания семян, пригодной для дальнейших исследований. Так, выдержка семян до проращивания может быть осуществлена при температуре 22-25°С при 100% влажности воздуха в течение 2 суток или в течение времени, обеспечивающего достижение средней суммарной длины ростков семян одной навески от 5000-7000 мм и до 10000 мм на 7,5 г семян. Формирование навесок семян, обработанных фунгицидами также может быть реализовано в двух вариантах. Так, возможно сначала разделить опытный объем семян на равные навески, каждую из которых затем обрабатывают раствором соответствующего фунгицида. Или, наоборот, возможно сначала обработать весь опытный объем семян фунгицидами, после чего разделить данный объем на равные навески. Помещение и уплотнение семян в емкости может быть выполнено поэтапно, для этого 1/5-1/4 объема образца помещают в емкость и уплотняют, после чего помещают следующую часть образца в объеме 1/5-1/4 и уплотняют. Указанные действия повторяют до помещения всего объема образца в емкость. В качестве идентичных прозрачных емкостей используют прозрачные цилиндры с соотношением высоты и диаметра 5:8. Вибрационное воздействие в вертикальной плоскости осуществляют с частотой не более 50 Гц и амплитудой 3-4 мм с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%. При ударном воздействии обеспечивают его силу, равную силе свободного падения цилиндрической емкости, заполненной водой и семенами, на поверхность стола с высоты 1 см с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%. При определении величины суммарного ингибирования для каждого образца используют значение заранее определенного поправочного коэффициента, характеризующего насыпной объем набухших семян, проращивание которых осуществлялось в течение 24 часов. При этом следует отметить, что на величину V1 не влияет (в пределах погрешности) субстрат, в котором производится проращивание (песок или почва). В результате реализации заявляемого способа получают качественные данные о величинах суммарного ингибирования развития обработанных различными фунгицидами семян зерновых культур при их посеве на определенной конкретной почве. При этом, пригодными к дальнейшему использованию и, соответственно, посеву признают только те образцы, величина И которых для конкретных почв составляет менее 40%.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена фотография семян тритикале россыпью на фильтровальной бумаге, прораставших в течение 45 часов 5 г.
На фиг. 2. представлена фотография семян тритикале в мерном цилиндре, прораставших в течение 45 часов 5 г.
На фиг. 3 показана зависимость «насыпной объем - длина проростков» для 5 г семян тритикале, прораставших в дерново-подзолистой почве разное время.
На фиг. 4 представлены фотографии проросших семян тритикале 7,5 г в мерном цилиндре. Структура получена без вибровоздействия на цилиндр (а) и с вибровоздействием (б).
На фиг. 5 представлена зависимость «насыпной объем в воде - длина проростков» для 7,5 г семян тритикале, прораставших в песке разное время.
На фиг. 6 представлены зависимости «насыпной объем в воде - длина проростков» для 7,5 г семян ячменя сорт «Нур», прораставших в песке разное время при опредении насыпного объема при виброуплотнении без груза (кривая 1) и при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом (кривая 2).
Осуществление изобретения
Определение суммарного ингибирования развития семян фунгицидами и почвами и выбор фунгицидов для предпосевной обработки семян для посева на конкретных почвах заявляемым способом можно проводить на хлебных злаковых зерновых культурах, таких как пшеница, рожь, ячмень, тритикале и др. злаковых зерновых культурах, у которых мочковатая корневая система.
Для проращивания семян используют любые емкости, используемые для данных целей. В качестве субстратов для проращивания можно использовать любые почвы зонального ряда: дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые почвы и опыт с песком используется в качестве контроля. Количество субстрата, используемого для проращивания принципиального значения не имеет. Необходимым условием является одинаковое количество субстрата для проращивания опытной, контрольной и поправочной (для учета объема набухших семян (V1)) навески семян. Одинаковые навески семян (обработанные и контрольные необработанные), помещают в емкости, засыпают почвой и песком соответственно и добавляют воду.
2
После этого емкости с образцами помещают в термостатируемый шкаф (при 22°С), в котором создают атмосферу 100% влажности и выдерживают в течение 2 суток или в течение времени, которое определяется размером проростков, при этом максимальное время определяется средней суммарной длинной не превышающей 16000 мм и не менее 5000-7000 мм на 7,5 г семян (приблизительно 200 штук). По прошествии указанного времени проросшие семена отмывают от почвы (песка) на сите и помещают в мерные цилиндры с водой. Насыпают семена постепенно, чтобы они оседали в цилиндре раздельно, при этом на цилиндр оказывают вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике), облегчая перемещение семян друг относительно друга, когда их проростки придут в соприкосновение. Семена с проростками помещают в цилиндр небольшими порциями до образования равномерной (без видимых пустот) структуры объемом около 20 мл, затем помещают на семена груз массой 8 г, уплотняющий структуру из семян, делают это несколько раз, пока все семена с проростками изучаемого образца (7,5 г исходных семян) не будут находиться в цилиндре, После чего уплотняют проросшие семена в цилиндре легкими постукиваниями цилиндра с проросшими семенами о стол (30-40 ударов), поместив предварительно на поверхность семян небольшой грузик (из расчета давления груза 1-2 г/см) для создания дополнительного давления на поверхность семян в цилиндре. Затем определяют насыпной объем проросших семян в цилиндре по известному заранее значению диаметра цилиндра и высоте, определенной от дна цилиндра до поверхности груза. Величина ингибирования определяется в процентах как отношение разностей насыпных объемов проросших семян в песке и почве к разности насыпного объема контрольного образца на песке и поправочного коэффициента.
Для измерения насыпного объема в качестве прозрачной емкости (сосуда) используют прозрачные цилиндрические емкости с соотношением высоты и диаметра цилиндра 5:8. Предпочтительно использовать лабораторные мерные цилиндры из прозрачного материала.
Объем воды, предварительно наливаемой в цилиндрическую емкость, превышает объем измеряемых семян в 3-5 раз и при постепенном засыпании проросших семян в цилиндр, обеспечивает раздельное друг от друга оседание семян с сохранением проростков.
Ударное воздействие проводят путем встряхивания емкости с водой и семенами 30-40 раз с силой равной силе свободного падения цилиндра на поверхность стола с высоты 1 см с допустимой величиной отклонений от указанных значений не более 10%, при этом диаметр грузика должен быть меньше диаметра цилиндра на 2 мм (с допустимой величиной отклонений от указанного значения не более 10%).
Ниже представлено более детальное описание заявляемого способа, которое не ограничивает объем притязаний заявляемого изобретения, а демонстрирует возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата.
Пример 1. Сравнительный, установление границ применения при определении насыпного объема проросших семян в цилиндре без воды.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 4900 мм, в нее насыпали 20 г дерново-подзолистой почвы влажностью 22-23% и равномерно разравнивали. На нее помещали 5 г семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56», располагая их по всей поверхности почвы. Затем сверху на семена насыпали еще 20 г дерново-подзолистой почвы и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность почвы равномерно (по каплям) подавали 7,5 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с почвой из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали семена от почвы дистиллированной водой. После удаления почвы семена переносили на фильтровальную бумагу, удаляя капиллярную влагу (Фиг. 1). Затем проросшие семена насыпали в мерный цилиндр на 25 мл с внутренним диаметром 18 мм. После этого, постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с силой равной силе свободного падения цилиндра на поверхность стола с высоты 1 см, семена в цилиндре уплотнили и зафиксировали полученный насыпной объем (Фиг. 2). Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажной почвой разное время построили для семян тритикале зависимости длины проростков от измеряемого насыпного объема (Фиг. 3).
На представленных графиках хорошо видно, что до суммарной длины проростков около 2000 мм у исходных 5 г семян тритикале (Фиг. 3) наблюдается линейная зависимость насыпного объема от длины проростков. При дальнейшем увеличении длины проростков они теряют жесткость, и линейная зависимость нарушается. Более того, при превышении суммарной длины проростков величины 2000 мм насыпной объем начинает уменьшаться.
Из полученных результатов следует, что на линейном участке кривой «длина проростков - насыпной объем» данный метод можно использовать для определения длины проростков по насыпному объему и, следовательно, для оценки суммарного ингибирования развития семян зерновых культур фунгицида и почвы.
Линейная зависимость между общей длиной проростков и насыпным объемом проросших семян позволяет не измерять длину корней, а по сравнению насыпных объемов проросших семян опытного образца (V2) и контроля (V3) определять «процент суммарного ингибирования», взяв за 100% увеличение насыпного объема контрольного образца при проращивании. Для определения суммарного ингибирования сначала измеряли объем набухших семян поправочной партии семян, проращиваемой 24 часа, с последующим уплотнением их в цилиндре - V1. Процент суммарного ингибирования (суммарного ингибирования (И)) определяли по формуле:
i
И=((V3-V2)/(V3-V1))*100%,
где V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян, проращиваемых в течение 24 часов;
V2 - насыпной объем проросших семян опытного образца;
V3 - насыпной объем проросших семян контрольного образца,
i - порядковый номер образца. Ниже в примерах 2,3 приведены последовательности действий по определению насыпных объемов пророщенных семян различных зерновых культур при проращивании их в песке при прочих равных условиях.
Пример 2. Определение насыпного объема проросших семян в воде.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г сухого песка, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56», располагая их по всей поверхности песка. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г сухого песка и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность песка равномерно (по каплям) подавали 15 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-52 часа в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с песком из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали песок дистиллированной водой. После удаления песка семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренними диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга. Из полученных данных (Фиг. 4) хорошо видно, что использование вибрационного воздействия на цилиндр позволяет избавиться от пустот, возникающих в структуре из проросших семян и, следовательно, повышает воспроизводимость метода.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем. Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажным песком различное время, построили для семян тритикале зависимость измеряемого насыпного объема в воде проросших семян от длины проростков (Фиг. 5). При суммарной длине проростков более 8500 мм линейная зависимость нарушается.
Таким образом, определение насыпного объема проросших семян в воде позволяет увеличить предельную суммарную длину проростков 7,5 г семян тритикале, которая может быть измерена этим способом (с 3000 мм до 8500 мм), по сравнению с измерением насыпного объема проросших семян без воды, что значительно увеличивает возможности способа.
2
Для удобства пересчета при проведении экспериментов данные «насыпной объем - длина проростков» представлены в виде таблицы 1, характеризующей зависимость насыпного объема 7,5 г проросших семян озимого тритикале сорт «Немчиновский 56» от длины проростков, определенная в цилиндре 100 мл с водой при воздействии на цилиндр с водой при внесении в него семян вибрации частотой 50 Гц с амплитудой 3-4 мм с последующим постукиванием цилиндром о стол (40 раз) при помещении на поверхность семян грузика 8 г с диаметром 26 мм, создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см.
Пример 3. Определение насыпного объема проросших семян в воде при последовательном виброуплотнении с грузом.
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г сухого песка, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян ярового ячменя сорт «Нур», располагая их по всей поверхности песка. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г сухого песка и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность песка равномерно (по каплям) подавали 15 г воды. Приготовленные образцы помещали на 40-52 часа в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с песком из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали песок дистиллированной водой. После удаления песка семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренним диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем. Затем семена высыпали из мерного цилиндра, охлаждали (прекращая развитие проростков) и проводили измерение общей длины проростков (корней и ростков). Выдерживая семена в контакте с влажным песком различное время, построили для семян ячменя зависимость измеряемого насыпного объема в воде проросших семян от длины проростков при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом в сравнении с получением структур в цилиндре по способу, описанному в примере 2. При суммарной длине проростков более 8500 мм линейная зависимость в методе из примера 2 нарушается (Фиг. 6, кривая 1), а при использовании последовательного уплотнения при воздействии вибрации под грузом линейность сохраняется до 15000-16000 мм (Фиг. 6, кривая 1), то есть увеличивается почти в 2 раза.
Пример 4. Определение суммарного ингибирования яровой пшеницы сорт «Лиза» разными фунгицидами и дерново-подзолистой почвой и выбор фунгицида.
В качестве субстратов использовали сухой отмытый речной песок с размером частиц 0,5-0,8 мм и образцы дерново-подзолистой почвы из окрестностей поймы р. Яхрома влажностью 18,1% (после зерновых).
Для обработки семян использовали фунгициды:
«Фитоспорин М» с концентрацией раствора 100 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
«Раксил Ультра» с концентрацией раствора 50 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
«Тебу 60» с концентрацией раствора 100 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г субстрата, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян яровой пшеницы сорт «Лиза» (необработанных на песке и обработанных фунгицидами на почве), располагая их по всей поверхности субстрата. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г субстрата и разравнивали. В верхнем и нижнем относительно семян слое количество субстрата должно быть одинаковым и достаточным, чтобы образовывать сплошной слой, без огрехов и обеспечивать максимальный контакт семян с влагосодержащим субстратом. После этого из мерной пипетки на поверхность субстрата равномерно (по каплям) подавали воду. Для используемых субстратов оптимальные навески воды составили: песка - 15 г, дерново-подзолистой почвы - 9 г. Приготовленные образцы помещали на 48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с субстратом из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали субстрат дистиллированной водой. После удаления субстрата семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренними диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем: V2 - насыпной объем проросших семян опытного образца на песке; V3 - насыпной объем проросших семян контрольного образца. До эксперимента определяли объем V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян злаковых колосовых зерновых культур, проращиваемых в течение 24 часов. Данный коэффициент равен 20 мл для таких культур и практически не изменяется при изменении субстрата, в пределах погрешности определения. В случае других злаковых культур (не колосовых), размер зерна которых значительно больше (допустим, кукуруза), или меньше (просо) этот объем будет другим и может быть определен указанным выше способом.
Процент суммарного ингибирования (суммарного ингибирования (И)) определяли по формуле:
И=((V3-V2)/(V3-V1))*100%
Полученные данные представлены в таблице 2
Из полученных данных следует, что данную пшеницу лучше всего обрабатывать фунгицидом «Фитиспорин М» для посева в дерново-подзолистую почву, образцы которых исследовались.
Пример 5. Определение суммарного ингибирования ярового ячменя сорт «Раушан» разными фунгицидами и черноземом и выбор фунгицида.
В качестве субстратов использовали сухой отмытый речной песок с размером частиц 0,5-0,8 мм и образцы чернозема типичного из Липецкой области (Данковский район) влажностью 33,1% (после картошки).
Для обработки семян использовали фунгициды:
«Фитоспорин М» с концентрацией раствора 100 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
«Раксил Ультра» с концентрацией раствора 50 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
«Тебу 60» с концентрацией раствора 100 г/л при расходе раствора 20 литров на тонну семян;
2
Для проращивания семян брали емкость с площадью 7850 мм, в нее насыпали 30 г субстрата, равномерно разравнивали, на него помещали 7,5 г семян яровой пшеницы сорт «Лиза» (необработанных на песке и обработанных фунгицидами на почве), располагая их по всей поверхности субстрата. Затем сверху на семена насыпали еще 30 г субстрата и разравнивали. После этого из мерной пипетки на поверхность субстрата равномерно (по каплям) подавали воду. Для используемых субстратов оптимальные навески воды составили: песка - 15 г, чернозема - 13,5 г. Приготовленные образцы помещали на 48 часов в воздушный термостат при 22°С, в котором поддерживалась близкая к 100% влажность.
По прошествии времени проросшие семена с субстратом из емкости переносили на сито с диаметром отверстий 2 мм и отмывали субстрат дистиллированной водой. После удаления субстрата семена переносили в цилиндр с водой объемом 100 мл с внутренними диаметром 28 мм. При этом на цилиндр оказывали вибрационное воздействие, заставляя его колебаться с частотой 50 Гц в вертикальной плоскости с амплитудой 3-4 мм (на специальном вибрационном столике). Насыпали проросшие семена в цилиндр постепенно, чтобы они оседали раздельно друг от друга до объема около 20 мл после этого на семена помещали груз 8 г и уплотняли семена с проростками под грузом при воздействии вибрации 15-20 секунд. После этого груз снимали и опять насыпали около 20 мл семян и опять уплотняли семена при воздействии вибрации под грузом. Операции последовательного уплотнения под грузом проводили до тех пор, пока в цилиндре не оказывались все семена изучаемого образца. Обычно 4-5 раз.
2
После этого на поверхность семян в цилиндре помещали грузик весом 8 г (в воде за вычетом веса вытесненной воды), создавая давление на поверхность семян в цилиндре 1,3 г/см. Постукивая мерным цилиндром о стол 30-40 раз с амплитудой 0-5 см, семена в цилиндре уплотняли повторно и фиксировали насыпной объем: V2 - насыпной объем проросших семян опытного образца на песке; V3 - насыпной объем проросших семян контрольного образца. До эксперимента определяли объем V1 - поправочный коэффициент, характеризующий насыпной объем набухших семян, проращиваемых в течение 24 часов.
i
Процент суммарного ингибирования (И) определяли по формуле:
i
i
И=((V3-V2)/(V3-V1))*100%, где i=1-3 представляет собой порядковый номер образца, обработанного соответствующим фунгицидом.
Полученные данные представлены в таблице 3.
i
Из полученных данных следует, что данную пшеницу можно обрабатывать фунгицидом «Фитиспорин М» для посева в дерново-подзолистую почву, образцы которых исследовались, фунгициды «Раксил Ультра» и, особенно, «Тебу 60» применять нельзя (И более 40%).
Таким образом, предлагаемый способ, используя простую высокопроизводительную методику, позволяет решать задачу выбора фунгицидов для предпосевной обработки семян с точки зрения их возможного негативного воздействия совместного с токсикозом почв на посевные качества семян.
Литература
1. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.
2. Федотов Г.Н., Федотова М.Ф., Шоба С.А., Шалаев B.C., Батырев Ю.П. Способ выбора фунгицидов, не ухудшающих посевных качеств семян зерновых культур. Патент РФ №2585859. 2016.
3. Теории и методы физики почв. Коллективная монография / Под ред. Е.В. Шеина и Л.О. Карпачевского. - М.: «Гриф и К», 2007. - 616 с.