СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ И ВСХОЖЕСТИ СЕМЯН HEDYSARUM ALPINUM L.
METHOD TO INCREASE SEED PRODUCTIVITY AND GERMINATING CAPACITY OF SEEDS OF HEDYSARUM ALPINUM L

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству, и может найти применение при получении семян высокого качества лекарственного растения - копеечника альпийского (Hedysarum alpinum L.)
Известен способ ускоренного получения всходов семян сельскохозяйственных культур (Патент РФ 2144753, А01С 1/00, опубл. 02.07.1998), заключающийся в ускорении получения всходов семян сельскохозяйственных культур, а также увеличения массы и длины корней и проростков. В известном способе предпосевную обработку семян производят средством на основе водных растворов поли-N-винилпирролидонов (ПВП) или поливинилового спирта (ПВС) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: ПВП или ПВС 0,075-0,00025, вода - остальное. При этом семена обрабатывают водным раствором средства методом полусухого протравливания из расчета 10 л/т семян.
Недостатками известного способа является его применение для стимулирования прорастания пшеницы, представителя семейства злаковые, который характеризуется недостаточной степенью сформированности зародыша и потому нуждается при проращивании в различных стимуляторах химического происхождения, а также гормонов. Для стимуляции прорастания семян копеечника альпийского, представителя семейства бобовые, этот метод неприменим ввиду наличия особого типа экзогенного покоя - твердосемянности. Кроме того, описанный способ имеет узкую направленность и недостаточно широкий спектр действия.
Известен способ ускорения роста и увеличения семенной продуктивности люцерны (Патент РФ №2221426, A01N 43/66, опубл. 20.01.2004 г.), заключающийся в ускорении роста и увеличении семенной продуктивности люцерны опрыскиванием водным раствором средства на основе двойного сополимера амида акриловой кислоты и триакрилоилгексагидро-1,3,5-триазина (СПАА) и солей 2-дифениламино-4,6-бис[4′-карбоксилатометилтио(Х-)]-1,3,5-триазина (Тиоауксин-1) при Х-=K+, Na+, NH4+, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: СПАА 0,001-0,0001, Тиоауксин-1 0,0025-0,00025, вода остальное.
Недостатком известного способа является применение в качестве стимулятора прорастания и увеличения продуктивности люцерны веществ химической природы, что экологически небезопасно при применении их в открытом грунте, инородные для данной экосистемы химические вещества могут отрицательно сказаться на различных ее компонентах и структурных составляющих. Кроме того, описанный способ имеет узкую направленность и эффективен лишь в увеличении характеристик семян, семенной продуктивности, высоты отрастания после укоса, не оказывая какого либо значительного эффекта на другие важные показатели к примеру улучшения плодородия почвы.
3
Известна технология возделывания копеечника альпийского (Кузнецова Е.И., Дыцкова Е.В., Жученко А.А. «Экологически безопасная технология возделывания копеечника альпийского» Вестник РГАЗУ 2008. №1, с.36-37. (http://www.rgazu.ru/db/vestnic/2008/agronomiya/3.htm), выбранная в качестве прототипа. Известный способ заключается в экологически безопасном орошении и использовании спирулины при мелкодисперсном дождевании с нормой полива 0,8 м/га, с использованием биостимулятора селена и спирулины, проводят поливы с помощью опрыскивателя НПО «Радуга» и дождевальной установки «ОШ-0,6». Опрыскивание в разные годы в зависимости от погодных условий проводят в критические фазы роста растений: в фазу ветвления, в фазу бутонизации и в фазу цветения.
Недостатками известного способа является недостаточная его эффективность в увеличении всхожести семян копеечника альпийского (до 45%, полевая до 38%), а также очевидна недостаточная эффективность метода в увеличении семенной продуктивности при применении всех стимуляторов семенная продуктивность не превышает 4 ц/га.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа увеличения семенной продуктивности и всхожести семян Hedysarum alpinum L. (копеечника альпийского) с целью увеличения семенной продуктивности и качества получаемых семян.
Поставленная задача решается тем, что способ увеличения семенной продуктивности копеечника альпийского, как и прототип, включает предпосевную обработку семян скарифицированием, отличается от прототипа тем, что обработка скарифицированных семян осуществляется агробиологическим стимулятором эффективных микроорганизмов, приготовленного из микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» и питательной среды «ЭМ-патока», а также предпосевную обработку рядов для последующего посева семян осуществляют при равномерном распределении 100 штук семян на один погонный метр, при высевании глубина заделки 1-2 см, а также с дальнейшим еженедельным поливом растений в течение вегетационного периода с периодичностью в семь дней.
Копеечник альпийский Hedysarum alpinum L. - ценное лекарственное растение, широко применяемое в тибетской, китайской, дальневосточной медицине при лечении простудных заболеваний вирусной природы, сердечных заболеваниях, хронических легочных заболеваниях, атеросклероза и как хорошее болеутоляющее. В надземной части содержится ксантон-мангиферин в количестве 0,84-1,92%, изомангиферин - 0,05-0,07%. В официнальной медицине, препарат из надземной части к. альпийского (Алпизарин), используют в качестве противовирусного средства при острых и рецидивирующих формах простого герпеса. Высокая противовирусная активность мангиферина и изомангиферина явилась предпосылкой создания лекарственного препарата из к. альпийского (на основе обмолоченной травы) - «альпизарин» (таблетированное средство) и «альпизариновой» мази 2% и 5%. Эти медицинские препараты применяются для лечения герпесных инфекций. Альпизарин активен в отношении кератогенных дерматотропных штаммов вируса герпеса. Поскольку растительное сырье копеечника широко используют в медицинских целях, природные популяции получают высокую антропогенную нагрузку. Вследствие сложившейся ситуации встает острая необходимость интродукционного исследования этого растения и введения его в культуру. В задачу нашего исследования входило разработать эффективный способ увеличения семенной продуктивности и качества семян, их всхожесть, что является основным звеном в формировании устойчивых агропопуляций Hedysarum alpinum L.
Для осуществления заявленного способа скарификацию семян проводят при механическом воздействии на покровы семян, нарушением влагонепроницаемости семенной оболочки у твердосемянных видов, путем легкого растирания семян мелкой наждачной бумагой. Скарифицированные семена обрабатывают агробиологическим стимулятором эффективных микроорганизмов, приготовленного из микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» и питательной среды «ЭМ-патока». Определялют влияние заявленного способа на характеристики качества семян, в частности их всхожесть. Всхожесть - число нормально проросших семян в пробе, взятой для анализа, выраженное в процентах, определяют путем проращивания семян, которое проводят в «чашках Петри», проращивают семена в четырех повторностях по 100 штук в каждой. В качестве ложа в чашках Петри применяют фильтровальную бумагу, умеренно смоченную. Переувлажнение задерживает доступ воздуха к прорастающим семенам; недостаточное увлажнение - искажение результатов опыта. Расстояние между семенами в чашке Петри 0,5-1,0 см, это необходимо для предотвращения распространения инфекции. В лабораторных условиях учет всхожести семян проводят при ежедневном осмотре, удаляя все нормально и не нормально проросшие семена. К нормально проросшим семенам (всхожим) относятся семена, имеющие развитый корешок, не менее длины семени. К невсхожим относят набухшие семена, которые к моменту окончательного определения всхожести не проросли, но имеют здоровый вид; загнившие семена с мягким разложившимся эндоспермом, загнившим зародышем с частично или полностью загнившими корешками; твердые семена которые к установленной методикой сроку определения всхожести остаются набухшими или не изменяют первоначального внешнего вида. При определении грунтовой всхожести высевают семена с нормой 100 штук на погонный метр в четырех повторностях, при высевании глубина заделки 1-2 см, далее проводят ежедневный подсчет количества нормально проросших семян, через 30 дней определяли процент всхожести. Кроме этого, проводят предпосевную обработку рядов рабочим раствором агробиологического стимулятора, а также осуществляют дальнейший еженедельный полив растений в течение вегетационного периода, до фазы созревания семян, с периодичностью в семь дней. После достижения растениями генеративной фазы развития определяют показатели семенной продуктивности. Понятие семенной продуктивности включает в себя потенциальную семенную продуктивность (ПСП) и реальную семенную продуктивность (РСП). Под понятием потенциальной семенной продуктивности понимали количество семяпочек на один генеративный побег. Реальная семенная продуктивность - это количество полноценных, созревших семян на особь, генеративный побег. Ниже приведены примеры конкретного осуществления изобретения.
Пример 1. Семена копеечника альпийского, предварительно подготовленные (освобожденные от околоплодников и скарифицированные в течение 5 минут наждачной бумагой №6/0), обрабатываем в течение 2-х часов в 0,1% рабочем растворе агробиологического стимулятора эффективных микроорганизмов, который готовим из микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» и питательной среды «ЭМ-патока», высеваем в грунт, который также готовят к посеву, проливая ряды 0,1% рабочим раствором. Семена высеваем в подготовленные метровые ряды с нормой высева 100 штук на один погонный метр, с глубиной заделки 1,0-1,5 см, междурядья составляют 60 см. Эксперимент осуществлялся на светло-серых лесных почвах экспериментального участка Сибирского ботанического сада, который расположен в юго-западной части города Томска. В течение вегетационного сезона обрабатывали почву с помощью механизированной техники: Мотоблок «Honda» BCS 720 6.5. с колесами 4,00-8, как и под другие пропашные культуры, выращиваемые на почвах с глубоким пахотным слоем, способствующих хорошему развитию корневой системы и надземной массы соответственно. В течение всего вегетационного периода развивающиеся растения обрабатывали 0,1% рабочим раствором, внося раствор непосредственно по корень. Периодичность проводимых манипуляций независимо от погодных условий и водного режима составляла 7 дней. Полив осуществляли в течение первого и второго годов жизни растений, заканчивая обработку растений в конце вегетационного сезона, во время начала созревания семян.
Пример 2. Семена копеечника альпийского предварительно подготовленные (освобожденные от околоплодников и скарифицированные в течение 1 минут наждачной бумагой № 6/0) обрабатываем в течение 2-х часов в 0,1% рабочем растворе агробиологического стимулятора эффективных микроорганизмов, который готовим из микробиологического препарата «Байкал ЭМ-1» и питательной среды «ЭМ-патока», высеваем в грунт, который также готовят к посеву, проливая ряды 2% рабочим раствором. Семена высеваем в подготовленные метровые ряды с нормой высева 100 штук на один погонный метр, с глубиной заделки 1,5-2,0 см, междурядья составляют 60 см. Эксперимент осуществлялся на лугово-черноземных почвах, экспериментального участка Сибирского ботанического сада, который расположен в юго-западной части города Томска. В течение вегетационного сезона также проводили стандартные мероприятия по рыхлению междурядий и прополке рядов как с помощью механизированной техники Мотоблок «Honda» BCS 720 6.5. с колесами 4,00-8, так и вручную. В течение всего вегетационного периода 0,1% рабочим раствором осуществляли корневой полив, внося раствор непосредственно под корень развивающегося растения. Периодичность проводимых манипуляций была еженедельной, независимо от погодных условий и водного режима. Полив проводили в течение только первого года жизни, заканчивая обработку растений в конце вегетационного сезона, во время начала созревания семян.
Таким образом, заявленное изобретение имеет ряд преимуществ, в частности всхожесть при использовании агробиологического стимулятора «Байкал ЭМ» увеличивается до 85-75% (в сравнении с контролем 54-60%) при проращивании семян в условиях лаборатории (фиг.1. II) и при проращивании семян в условиях открытого грунта всхожесть составляет 69-60% (в сравнении с контролем 46-42%) (фиг.1. I). Также заявленный способ значительно увеличивает семенную продуктивность особей, выражаемую в показателях реальной и потенциальной семенной продуктивности, который был рассчитан на один генеративный побег (таблица). Потенциальная семенная продуктивность увеличивается на второй год до 399-450 семяпочек (в сравнении с контролем 280-260 семяпочек) и впоследствии способность растений реализовать этот потенциал в семена отражается в показателе реальной семенной продуктивности, который составил 235-183 шт., при использовании стимулятора и 190-145 шт. в контроле. Особи трех лет имели от 1127-923 (контроль 903-756) семяпочек на один генеративный побег и реализовали их в 636-463 шт. семян (контроль 502-307). Все различия достоверны по критерию Стьюдента, при величине доверительной вероятности (Р) 0,05.
Также определена жизнеспособность особей Hedysarum alpinum L. при использовании заявленного способа, демонстрируемый процентом выживших к концу вегетационного сезона молодых растений Hedysarum alpinum L. (фиг.2). Выявлено, что при использовании заявленного способа процент выживших растений составил 74% на лугово-черноземной почве и 85% на светло-серой лесной почве, в сравнении с контролем 66-54% соответственно. Заявленный метод впервые применяется для лекарственных растений.
Лугово-черноземная почва
Светло-серая лесная почва
Семенная продуктивность
«Байкал»
«Контроль»
«Байкал»
«Контроль»
2007 (особи двух лет)
ПСП
399,0±17,9
280,0±14,5
450±13,9
260±32,3
РСП
235,0±23,0
190,6±15,0
183,0±23
145,0±14
2008 (особи трех лет)
ПСП
1127,2±27,0
903,8±35,0
923±21,6
756±14,7
РСП
636,5±42,0
502,0±12,0
453±9,0
370±27,0