СРЕДСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН Российский патент 1997 года по МПК A01N37/36 A01N37/44 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, более конкретно к растениеводству, в частности к веществам, регулирующим рост растений.

Общеизвестно, что рост и развитие растений регулируются веществами, образуемыми растениями, так называемыми эндогенными фитогормонами. Под термином "фитогормон" понимают встречающиеся в природе ростовые вещества, которые подразделяют на несколько классов: ауксины, гибберелины, цитокинины, этилен, абсцизовая кислота, брассинолиды. Также общепринято считать, что синтетические регуляторы роста растений проявляют свое влияние через изменение эндогенного уровня природных гормонов, что позволяет сдвинуть рост и развитие растений в желаемом направлении и в желаемой степени. Таким образом, под термином "регулятор роста растений" обычно понимают такие органические соединения, которые влияют на физиологические процессы роста и развития растений и в отличие от удобрений применяются в низких концентрациях (см. Л. Дж. Никелл Регуляторы роста растений. Применение в сельском хозяйстве, М. "Колос", 1984, с. 12).

Учение о гормонах растений формировалось под влиянием медицинской эндокринологии, однако при этом следует учитывать, что между гормонами животных и фитогормонами имеются существенные различия. Гормоны животных охватывают очень широкий спектр химических соединений, среди которых особенно много пептидов и стероидов. Открытие фитогормонов класса брассидов показало, что стероиды есть и среди фитогормонов, а учитывая тот факт, что согласно современной химической номенклатуре, стероиды входят в класс терпеноидов, к этому классу относятся и такие фитогормоны как гибберелины, абсцизовая кислота, фузикокцин. Фитогормоны пептидной природы до недавнего времени не были известны (см. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений, М. ВО "Агропромиздат", 1987, с. 185 197). Однако в последние годы в литературе появились указания, что эндогенные пептиды (структура не приводится) в растениях могут быть модуляторами биохимических процессов, определяющих рост и развитие растений (см. Farmer etal PNAS, 1989, v. 86, p. 1539 1542).

В последние годы в связи с резким ухудшением экологической обстановки во многих странах ужесточились требования к химическим препаратам, применяемым в качестве пестицидов и росторегуляторов. Основным направлением поиска является создание высокоэффективных препаратов широкого спектра действия, доза применения которых близка соответствующим концентрациям природных гормонов, то есть порядка 10^-5 10^-7 М. Наиболее выгодной с экологической точки зрения является обработка семян такими регуляторами.

В литературе появились сведения о высокоэффективных регуляторах пептидной природы. Так, в авт. свид. СССР 917826 (кл. А 01 63/02, 1980) описано применение белковых балластных веществ, получаемых при фракционировании плазмы крови лошадей при производстве холинэстеразы, в качестве стимулятора роста растений огурцов. Обработка вегетативных органов (корни и листья) 0,01
0,05%-ным водным раствором в фазу 12 листьев увеличивает листовую поверхность и урожайность растений. Регулятор вносят через 2 недели после посадки и в период цветения.

Известно также, что замачивание семян перед посевом в 3,2 16,5%-ном растворе обрата или молочной сыворотки в течение 4 6 часов и последующая просушка позволяют повысить урожайность таких культур, как зерновые, кормовые и овощные на 12 20% (см. авт. свид. СССР 1087098, кл. А 01 1/00, 61/00).

В обоих случаях требуется достаточно большая доза рострегулирующих веществ для получения необходимой эффективности.

Целью настоящего изобретения являлся поиск высокоэффективного стимулятора роста растений широкого действия, применяемого в очень низких концентрациях.

Было обнаружено, что синтетический аналог пептидного гипоталамического гормона млекопитающих общей формулы: pGlu-His-Trp-Ser-Tyr-Д-Ala-Leu-Arg-Pro-этиламид, или (Д-аланил⁶, дезглицинамид¹⁰, L-пролилэтиламид⁹)-люлиберин, или (Д-Аlа⁶- des-gly-NH₂ ¹⁰, L-Pro-NHEt⁹)-LH-RH, может быть применен в качестве стимулятора роста растений. Этот гормон был предложен нами в качестве активного вещества для создания ветеринарного препарата "Сурфагон". Он разрешен для использования в животноводстве Фармсоветом по ветеринарии (см. Наставление по применению сурфагона в ветеринарии Главного управления ветеринарии 042-15 от 01.12.89). Этот пептид производят известными методами пептидной химии (см. Проблемы эндокринологии, т. XXXIV, 1988, 6, с. 62 66). Препарат, содержащий тот же самый пептид в качестве активного вещества и предлагаемый для нужд растениеводства, назван нами флорокрином.

Было обнаружено, что замачивание семян в водном растворе флорокрина ускоряло прорастание семян, увеличивало длину корней и проростков, повышало урожайность культур. Концентрация водных растворов флорокрина в зависимости от культуры составляет 5 50 мкг/л, что более чем на порядок ниже концентрации одного из наиболее эффективных из известных в настоящее время регуляторов роста растений фузикокцина, который обычно используют в концентрации 600 700 мкг/л.

Эффективность применения флорокрина в качестве регулятора роста растений была доказана в лабораторных и полевых опытах на таких культурах, как кукуруза, огурцы, морковь, сахарная и кормовая свекла, фасоль. Ниже приводятся примеры, которые только иллюстрируют изобретение, не ограничивая его.

Пример 1. Проводили проверку эффективности флорокрина в лабораторных условиях. Семена кукурузы сорта Одесская-10 замачивали в воде (контроль), в растворе фузикокцина (680 мкг/л) стандарт, и в растворе флорокрина с концентрацией активного вещества 5 и 20 мкг/л. Время замачивания 5 ч. Замоченные семена помещали в чашки Петри по 10 штук в каждой. На опыт брали по 3 чашки Петри в трех повторностях. Учет показателей (количество проросших семян, длина проростков и корешков) проводили через 48 и 72 ч после посадки в чашки Петри. Результаты приведены в табл.1.

Как видно из данных, приведенных в табл.1, флорокрин повышал процент прорастания и всхожести семян кукурузы, скорость роста проростков увеличивалась по сравнению как с контролем, так и со стандартом - фузикокцином. Следует отметить, что замачивание семян в растворе флорокрина способствует ускорению роста корней и появлению дополнительных корешков, что благоприятствует лучшей приживаемости растений и обеспечению их влагой и питательными веществами.

Кроме того, замечено, что обработанные флорокрином семена кукурузы менее подвержены грибным инфекциям.

Пример 2. Семена сахарной свеклы замачивали на сутки в воде (контроль) и растворе флорокрина с концентрацией 1,25, 5 и 20 мкг/л, соответственно, затем промывали водой и раскладывали в чашки Петри на влажные бумажные фильтры по 25 штук в каждую, инкубировали при 26^oC. Через 24 ч проводили оценку (шт. /%) прорастания семян, получая в результате следующее: контроль 15/20% флорокрин 23/31% 17/23% и 2/3% соответственно концентрации пептида. Таким образом, для сахарной свеклы оптимальная концентрация раствора флорокрина для замачивания составляет 1,25 мкг/л.

Пример 3. Семена моркови сорта Шантанэ замачивали в воде (контроль), растворе фузикокцина (стандарт ) и растворе флорокрина. Концентрации растворов фузикокцина 680 и флорокрина 5 мкг/л. Замачивание проводили в течение 24 ч, затем семена переносили в чашки Петри на влажный фильтр по 10 штук в каждую, опыт проводили в трех повторностях. Оценку показателей прорастания (количество проросших семян и длину корня) проводили через 48, 72 и 96 часов после инкубирования при 26^oC. Результаты приведены в табл.2.

Пример 4. Огурцы сорта Корнишон замачивали на ночь в воде (контроль) и растворе флорокрина с концентрацией 5 мкг/л, затем отмывали водой и помещали в чашки Петри для проращивания. На вторые сутки в контроле взошло 70% семян, в опыте 95%
Пример 5 (опыт в полевых условиях). Семена кормовой свеклы замачивали в водопроводной воде (контроль) и в растворе флорокрина с концентрацией 25 мкг/л на 10 ч. После подсушки семена высевали на площади 5 га для каждого варианта в совхозе Наро-Осановский Московской области. Посев проводили одновременно на двух полях с выравненными показателями, агротехническую обработку в течение вегетации проводили для обоих вариантов. Через 3 недели проводили осмотр растений и извлекали часть их по диагонали участка площадью 10 х 6 м². Измеряли длину корня, стебля и одного из наиболее развитых листьев. Результаты обрабатывали статистически с использованием "t-распределения" Стъюдента. Данные по состоянию проростков кормовой свеклы представлены в табл. 3.

Начальные результаты показывают, что в полевых условиях предпосевная обработка флорокрином семян кормовой свеклы значительно ускоряла рост растений. По сравнению с контрольным вариантом корни у обработанных препаратом растений длиннее в 2 раза, листья в 1,3 раза. Уборка урожая проводилась согласно календарному плану совхоза. Урожай из расчета на 1 га составил в контроле 400, а в опыте 524 ц/га. Таким образом, предпосевная обработка семян кормовой свеклы флорокрином обеспечила повышение урожайности на 31%
Пример 6 (опыт в полевых условиях). Проводили полевой опыт по выращиванию кукурузы сорта гибрид Молдавский 215113 на зеленую массу. В контроле 1 высевали сухие необработанные семена, в контроле 2 семена, замоченные в воде, в опыте замоченные в растворе флорокрина концентрацией 50 мкг/л. Площадь высева 2 га на каждый вариант. Урожайность зеленой массы в контроле 1 составила 401,4, в контроле 2 398,4 и в опыте 430,7 ц/га. Таким образом, обработка семян кукурузы флорокрином дала прибавку урожайности по зеленой массе 29,3 ц/га, или 7%
Пример 7 (опыт в полевых условиях). Проводили полевой опыт по выращиванию риса двух сортов Лиман и Спальчик в двух совхозах Краснодарского края: Приазовский и Черноярковский Словянского района. Семена риса замачивали в водопроводной воде или в растворе флорокрина, концентрация действующего вещества 25 мкг/л, в течение 10 ч. Посев проводили одновременно на двух полях. Площадь контрольного и опытного участков по 7 га. Результаты представлены в табл.4.

В результате проведенных полевых опытов в двух совхозах показано, что предпосевная обработка семян риса сортов Лиман и Спальчик приводила к повышению урожайности этих сортов на 3,1 3,3 ц/га, или на 9 11%
Как можно видеть из приведенных примеров, предпосевное замачивание семян различных культур в растворе флорокрина повышает всхожесть семян и способствует повышению урожайности.

Концентрация пептида флорокрина при предпосевной обработке семян составила от 5 х 10^-5 М для кукурузы до 5 х 10^-6 М для кормовой свеклы, то есть лежат, как указывалось выше, в пределах концентраций природных гормонов в растениях. Учитывая, что в предлагаемом способе используется пептид, применяемый в больших концентрациях в ветеринарии, без ограничения использования мяса убойного скота в пищу человеку и что этот пептид быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, его применение в растениеводстве является экологически безвредным.

Сущность: в качестве средства для предпосевной обработки семян используют известный в ветеринарии препарат сурфагон - синтетический полипептид формулы: p-Glu-His-Trp-Ser-Typ-D-Ala-Leu- Arg-Pro-этиламид. Для обработки семян используют водный раствор полипептида концентрацией 5 - 50 мкг/л. Обработка стимулирует рост проростков и корешков и способствует повышению урожайности. 4 табл.

Применение синтетического полипептида флорокрина формулы
p Glu His Trp Ser Tyr D Ala Leu Arg Pro этиламид
в качестве средства для предпосевной обработки семян.