СТИМУЛЯТОР РОСТА И РАЗВИТИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР И СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР Российский патент 2008 года по МПК A01N47/44 A01C1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а точнее к растениеводству и средствам стимулирования прорастания и роста овощных культур, и может быть использовано для предпосевной обработки семян при выращивании овощных культур в парниково-тепличных, приусадебных хозяйствах и агрокомплексах.

Известное химическое соединение полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид (ПГМГ ГХ) общей формулы:

с молекулярной массой от 4 до 10 тыс. усл. ед. ранее использовалось в составе дезинфектантов, поверхностно-активных веществ, комплексообразователей (Сафонов Г.А., Гембицкий П.А., Калинина Т.А. и др. Получение полигексаметиленгуанидинов // Химическая промышленность. 1989. - №12. - С.903-905 и Потемкин А.С. Эффективность новых средств для дезинфекции при персиниозах и сальмонеллезах // Сб.тр. МоНИКИ. - М. - 1990. - С.57-59).

Известно также использование ПГМГ ГХ с молекулярной массой 10 тыс. усл. ед. в создании фунгицидной смеси для протравливания семян пшеницы против грибных болезней совместно с пентатиурамом (А.с. СССР № 1829139 от 6.03.91, кл. А01N 47/44 ). Отмечено применение полигексаметиленгуанидиновых соединений с молекулярной массой от 5 до 50 тыс. усл. ед. в качестве антисептиков для защиты растений, птицы, животных от патогенной микрофлоры, вызывающей различные заболевания (Патент РФ № 2136155 от 21.05.98, кл. А01N 47/44).

Однако применение полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида в качестве стимулятора роста и развития овощных культур для предпосевной обработки их семян не было известно ранее.

В основу изобретения на применение поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - стимуляторов роста овощных культур, повышения эффективности стимулирования семян, их всхожести, ускорения роста на ранних этапах онтогенеза, а также увеличения урожайности овощных культур.

Поставленная задача решается тем, что впервые в качестве стимулятора роста и развития овощных культур применено известное химическое соединение - полигексаметиленгуанидин-гидрохлорид общей формулы:

соответствующее молекулярной массе от 5 до 9 тыс. усл. ед.

Использование заявленного изобретения на применение позволяет повысить эффективность сельскохозяйственного производства, урожайность овощных культур, а именно свеклы, лука, картофеля, огурцов, томатов, что подтверждается представленными ниже примерами 1-4 и полученными результатами, приведенными в табл.1-11.

Известны способы обработки семян овощных культур (морковь, свекла, капуста, лук, петрушка) перед посевом для стимулирования прорастания семян и повышения их всхожести путем замачивания семян овощей в водном растворе 0,05%:0,5% биоперегноя ( Жемчужина А.А., Петрухина Е.И., а.с. СССР №1194303 от 6.09.83, кл. А01С 1/00 ), а также в водной смеси с измельченным глиняным кирпичем (Бочаров В.Ф., а.с. СССР № 1464927 от 29.04.86, кл. А01С 1/00). К недостаткам этих способов следует отнести большую трудоемкость операций предпосевной обработки семян, дороговизну, а также невысокие показатели стимуляции прорастания и всхожести семян овощей.

Известно также применение ретардантов, абсцизовой кислоты, хлорхолинхлорида и гиббереллинов при опрыскивании проростков и зеленой массы овощных культур для повышения их урожайности (Деева В.П. Ретарданты - регуляторы роста растений. Минск: Наука и техника, 1981. - 174 с. и др. ). Однако эти методы почти не применяются на практике также из-за дороговизны, достаточно большого расхода препаратов и сравнительно высоких их концентраций при обработке растений по зеленой массе.

Также известен способ предпосевной обработки семян овощей путем их замачивания от 12 ч до одних суток в растворах тиомочевины (картофель), а также гетероауксина (β-индолилуксусная кислота) (томаты, огурцы, лук, морковь) для ускорения прорастания семян и повышения урожайности овощных культур (Калинин Ф.Л. Применение регуляторов роста в сельском хозяйстве. Киев. "Урожай". 1989. С.109, 114, 127-129), взятый в качестве прототипа для заявляемого способа.

К недостаткам известного способа следует отнести трудоемкость длительного замачивания семян овощей в растворах вышеуказанных препаратов, большой расход действующего вещества из-за их использования в сравнительно высоких концентрациях (2,0%:0,05%) и, как следствие, дороговизну обработки, а также недостаточно высокое повышение полевой всхожести семян и урожайности овощей.

В основу заявляемого изобретения на способ поставлена задача расширения ассортимента биологически активных веществ - стимуляторов роста овощных культур, снижения трудоемкости процесса обработки семян, повышения их всхожести (прорастания), а также увеличения урожайности овощных культур.

Поставленная задача решается тем, что в способе стимуляции роста и развития овощных культур, включающем предпосевную обработку семян, например, свеклы столовой и сахарной, моркови, лука, картофеля, томатов и огурцов, путем их замачивания или опрыскивания с последующим просушиванием, операцию замачивания (опрыскивания) семян овощных культур проводят в течение 10-15 мин в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед., с концентрацией действующего вещества 0,00001%:0,03% и с расходом рабочего раствора в дозе 15-50 л на 1 т семян.

Сущность заявляемых изобретений на применение и способ стимуляции роста и развития овощных культур поясняется примерами 1-4. В табл.1-11 приведены средние данные 20-100 определений, повторность модельных и полевых опытов - 4-кратная. В модельных экспериментах проростки овощных культур выращивались в рулонах фильтровальной бумаги на водной среде (чистый фон) или растворе гербицида 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; проводили отборы проростков и замеры длин корней (l) и ростков (L). Биохимические показатели овощных культур 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.

Пример 1. Изучено влияние предпосевной обработки семян сахарной и столовой свеклы, моркови и лука сеянца опрыскиванием (замачиванием) в течение 10-15 мин водными растворами (р-р) ПГМГ ГХ с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. и с концентрацией 0,00001%:0,03% на показатели энергии прорастания, всхожести семян, а также на рост и развитие проростков овощных культур на ранних этапах онтогенеза на чистом фоне в модельных экспериментах. Обнаружено повышение всхожести семян сахарной и столовой свеклы на 15%:35% (табл.1, 2); увеличение энергии прорастания моркови и лука на 15%:37%, а также их всхожести - на 20%:35% (табл.3, 4)

Таблица 1.Влияние предпосевной обработки семян сахарной свеклы растворами препарата полигуанидина на всхожесть и морфометрические показатели проростков (7-11 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиВсхо
жесть,7 сутки11 суткиl корнейL ростковl корнейL ростков%мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.Свекла сахарная, Белоцерковский односеменной 45         Контроль30181001910020100221000,03% р-р полигуанидина45221222010534172351600,02% - " -30181002111023115271210,01% - " -3516901910020100261160,001% - " -30211172312025125371700,0001% - " -5025140261352814043200Свекла сахарная. Крокодил Контроль15111001810012100191000,03% р-р полигуанидина15109063316133201050,02% - " -2514127148023190311630,001% - " -30322902715045375402100,0001% - " -20980169017142241250,00001% - " -157648442218022115- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 2.Влияние предпосевной обработки семян свеклы столовой растворами препарата полигуанидина на всхожесть и морфометрические показатели проростков (7-12 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиВсхо
жесть,7 сутки12 суткиl корнейL ростковl корнейL ростков%мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.Свекла столовая, Красный шар         Контроль252,01009,010012,510013,01000,03% р-р полигуанидина403,618011,01229,77823,21780,02% - " -455,829020,422712,710225,71980,01% - " -457,839020,422720,016025,71980,001% - " -402,110536,540523,418729,52270,0001% - " -402,613033,036733,626933,0253Свекла столовая, Бордо         Контроль2011,310020,010024,610021,51000,03% р-р полигуанидина402,82515,37712,04920,0930,02% - " -309,48318,29124,39932,31500,01% - " -5510,69433,416714,05737,81760,001% - " -4015,513722,011032,013048,82270,0001% - " -3513,211721,010528,011426,71240,00001% - " -3514,012422,611329,512028,5133- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 3.Влияние обработки семян моркови Шантанэ растворами полигуанидина на морфометрические показатели проростков (8-12 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиЭП,Всхо
жесть,8 сутки12 суткиl корнейL ростковl корнейL ростков%%мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.Контроль454510,810022,810012,910025,51000,03% р-р полигуанидина50501513915661612420780,02% - " -404020,5190231011814023,2910,01% - " -405512,811924,610823178291140,001% - " -4055765104413101301170,0001% - " -757521194261142015526,5104- Ошибка выборки не превышает 5%

Таблица 4.Влияние обработки семян лука сеянца растворами полигуанидина на морфометрические показатели проростков (7-13 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиЭП,Всхо
жесть,7 сутки11 сутки13 суткиl корнейL ростковl корнейL ростковl корнейL ростков%%мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% о к.Контроль43459,71009,1100121002010013,210027,01000,03% р-р полигуанидина70709,91029,510610,89026,013013,310237,01370,02% - " -808012,713113,014512,510132,016015,011544,81670,01% - " -707515,015515,31691411739,019516,012347,01740,001% - " -606511,011311,312612,310422,011016,512730,01110,0001% - " -707515,415920,522815,713155,427717,013160,0222- Ошибка выборки не превышает 5%

по сравнению с контролем (к.) из необработанных семян. Обнаружена стимуляция ростовых показателей проростков вышеуказанных овощных культур в 1,7-3,8 раза в опытных вариантах с предпосевной обработкой семян растворами полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида. Выявленная стимуляция ЭП, всхожести и морфометрических показателей овощей после предпосевной обработки семян растворами ПГМГ ГХ значительно превышают показатели прототипа. Оптимальными для обработки семян изученных овощных культур являются концентрации ПГМГ ГХ в диапазонах 0,01%:0,03% и 0,00001%:0,001%.

Пример 2. Определено влияние предпосевной обработки семян трех сортов огурцов, различных по срокам созревания, а также двух сортов томатов водными растворами ПГМГ ГХ на ЭП, всхожесть и морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне в модельных экспериментах. Обнаружено повышение энергии прорастания на 10%:20%, всхожести семян - на 15%:20%, стимуляция роста проростков огурцов - на 10%:89%, в том числе и на гербицидном фоне - до 30% (табл.5, 6), а также ускорение роста и развития проростков томатов на 12%:72% (табл.7, 8). Выявленные повышение всхожести семян и стимуляция ростовых показателей огурцов и томатов после предпосевной обработки их семян растворами ПГМГ ГХ существенно превышают соответствующие показатели базового способа. Оптимальными для обработки семян изученных сортов овощных культур являются концентрации ПГМГ ГХ - 0,03%; 0,02%; 0,001%; 0,0001%.

Пример 3. Исследовано влияние предпосевной обработки семян овощных культур - картофеля, лука репчатого, моркови, свеклы столовой, огурцов, томатов различных сортов водными растворами препарата ПГМГ ГХ на показатели урожая этих овощей, выращенных в полевых условиях (Днепропетровская обл., 2005-2006 гг.). Обнаружено возрастание у опытных растений числа стеблей на один куст на 35%, числа корнеплодов на куст - на 64%, массы клубней у картофеля - на 32%, что приводило к повышению

Таблица 5.Влияние предпосевной обработки семян огурцов растворами препарата полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом фоне (7-11 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиВсхо
жесть,7 сутки9 сутки11 суткиl корнейL ростковl корнейL ростковl корнейL ростков%мм%мм%мм%мм%мм%мм%  от к. от к. от к. от к. от к. от к.Огурец, Кураж             Контроль1001181005710012010069100121100751000,03% р-р полигуанидина1001291098114213211083120134111851130,02% - " -1001109374130114958011611595851130,01% - " -1001251057212613110975109133110761010,001% - " -100120102508812510776110127105801020,0001% - " -1001291096511413211077112133110791050,00001% - " -100124105651141311098111713311082109Огурец, Джерело             Контроль1003610025100461004910047100641000,03% р-р полигуанидина100401112710841894183459660940,02% - " -1004813335140561215711659126751170,01% - " -1004211727108591285110473155721130,001% - " -1006417826104821785110489189731140,0001% - " -1005916421847816948987415775117- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 6.Влияние предпосевной обработки семян огурца Гейм растворами препарата полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (5-9 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиВсхо
жесть,5 сутки7 сутки9 суткиl корнейL ростковl корнейL ростковl корнейL ростков%мм%мм%мм%мм%мм%мм% от  от к. от к. от к. от к. от к. к.Чистый фон, вода             Контроль706510029100681004710070100691000,03% р-р полигуанидина7561942896731075411587124771120,02% - " -905483331147811546988211763910,01% - " -7571109311078412444948812665940,001% - " -7557883612461904910472103691000,0001% - " -806194371287110442897911375109Гербицидный фон-             диален С-10 мг/л             Контроль706510029100661004110066100561000,03% р-р полигуанидина7561942896701064611270106711270,02% - " -9054833311455834711567102731300,01% - " -757110931107661004511069105651160,001% - " -755788361245177471155685731300,0001% - " -806194371286192431056710263113- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 7.- Влияние предпосевной обработки семян томатов Мобил растворами полигуанидина на морфометрические показатели проростков (7-12 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиЭП,
%Всхо
жесть,7 сутки12 суткиl корнейL ростковl корнейL ростков %мм% от к.мм% от к.мм% от к.мм% от к.Контроль758028,210022,810022,210034,51000,03% р-р полигуанидина858518,46539,317224,311047,31370,02% - " -858530,810932,414231,514341,21200,01% - " -80953211328,51252712340,21180,001% - " -959528100231012913241119- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 8.Влияние предпосевной обработки семян томатов сорта Присадебный растворами препарата полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом фоне (6-13 сутки прорастания)Наименование образца,
вид обработкиВсхо
жесть,6 сутки11 сутки13 суткиl корнейL ростковl корнейL ростковl корнейL ростков%мм%мм%мм%мм%мм%мм%  от к. от к. от к. от к. от к. от к.Контроль854910032100531005410057100601000,03% р-р полигуанидина90183730942140591092544611020,02% - " -90357135110377056104427459980,01% - " -100459238119581096211564112631050,001% - " -854082401254279621154782651080,0001% - " -95591203611364121561047012362103- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

урожайности картофеля до 33% (табл.9). Урожайность лука репчатого возрастала с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ ГХ в 1,7-3 раза. У огурцов возрастало число плодов на один куст на 23%:33% у опытных растений, а также массы плодов, что приводило к повышению урожайности на 27%:38%. У моркови и свеклы столовой выявлено повышение лабораторной и полевой всхожести на 25%:38%, а в отдельных случаях - в 1,8-2 раза, кроме того, прирост урожайности этих корнеплодов у опытных вариантов составил от 23 до 32% (табл.10). У трех сортов томатов выявлено увеличение полевой всхожести в 1,4-2 раза, урожайность при этом возрастала у опытных растений на 24%:27%. Полученные результаты по увеличению полевой всхожести и урожайности овощных культур с использованием предпосевной обработки их семян растворами ПГМГ ГХ значительно превышают соответствующие показатели базового способа для этих видов овощей, где прирост урожая по этим культурам был не более 20%.

Пример 4. Изучено влияние предпосевной обработки семян овощных культур: моркови Шантанэ, свеклы Бордо, картофеля Невского водными растворами ПГМГ ГХ на биохимические показатели зрелых корнеплодов, выращенных в полевых условиях степной зоны Украины (Днепропетровская обл.), в условиях засухи и глобального потепления климата. Выявлено повышение содержания общих сахаров во всех овощах на 9%:27% (табл.11), при этом следует отметить повышение содержания легкоусвояемых восстанавливающих сахаров на 19% у свеклы и в 2 раза у моркови - в корнеплодах, выращенных с применением предпосевной обработки семян ПГМГ ГХ. Отмечено также повышение содержания крахмала у картофеля на 13% в опытном варианте. Обнаруженные изменения биохимических показателей в зрелых корнеплодах моркови, свеклы, картофеля, выращенных с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ ГХ, свидетельствуют о повышении качества овощей, интенсификации накопления

Таблица 9.Показатели урожая овощных культур (картофель, лук репчатый, огурцы), выращенных в полевых условиях после предпосевной обработки семян растворами полигуанидина (Днепропетровская обл., 2006 г.)Наименование образца, вид обработкиЧисло стеблей (на куст)Число клубней, плодов (на куст)Масса клубней, плодов, (на куст)Урожайностьсредн. знач.% от к.средн. знач.% от к.кг% от к.кг/м²т/га% от к.Картофель, Невский         контроль4,41004,001000,3201001,2812,8100опыт, 0,01% р-р полигуанидина6,01356,541640,4221321,7017,0133опыт, 0,0001% р-р полигуанидина4,61054,201050,3291031,2912,9101Лук репчатый         контроль      0,2572,57100опыт, 0,01% р-р полигуанидина------0,4504,50175опыт, 0,0001% р-р полигуанидина------0,7837,83305Огурец, Атлантис         контроль--16,21001,9071005,4554,5100опыт, 0,03% р-р полигуанидина--21,51332,5701357,5275,2138опыт, 0,0001% р-р полигуанидина--19,71232,411126,46,9069,0126,6- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 10.Влияние предпосевной обработки семян овощных культур растворами препарата полигуанидина на всхожесть и урожайность овощных культур в полевых условиях (Днепропетровская обл., 2005 г.)Наименование образца, вид обработкиЛабораторная всхожесть, % от контроляПолевая всхожесть, % от контроляУрожайность, % от контроляТоматы:   Новичок   опыт, 0,001% р-р полигуанидина102136124опыт, 0,0001% р-р полигуанидина99118104Киммериец   опыт, 0,001% р-р полигуанидина98140127опыт, 0,0001% р-р полигуанидина9793105Персей   опыт, 0,001% р-р полигуанидина118150126опыт, 0,0001% р-р полигуанидина125209118Морковь, Шантанэ   опыт, 0,01% р-р полигуанидина111125123опыт, 0,001% р-р полигуанидина898098Свекла столовая, Бордо   опыт, 0,02% р-р полигуанидина176133115опыт, 0,01% р-р полигуанидина200138132- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 11.Влияние предпосевной обработки семян овощей растворами полигуанидина на биохимические показатели (содержание сахаров, крахмала) зрелых корнеплодов овощных культур, выращенных в полевых условияхНаименование образца, вид обработкиСодержание общих сахаровСодержание восстанавливающих сахаровСодержание крахмала% от навески% от к.% от навески% от к.% от навески% от к.Морковь, Шантанэ      контроль6,81002,2100--опыт, 0,01% р-р полигуанидина7,41094,5204--Свекла столовая, Бордо      контроль5,51001,6100--опыт, 0,02% р-р полигуанидина7,01271,9119--Картофель, Невский      контроль1,31000,310016,0100опыт, 0,01% р-р полигуанидина1,61230,310018,0113- Ошибка выборки не превышает 5% от средних

углеводов в зрелой продукции и подтверждают положительное влияние предпосевной обработки семян овощных культур предлагаемым способом, особенно в условиях неблагоприятного земледелия в степных зонах Украины и потепления климата в целом.

Использование заявляемых изобретений позволяет стимулировать всхожесть, рост и развитие овощных культур, а именно свеклы столовой и сахарной, картофеля, лука, моркови, огурцов и томатов, при достаточно малых расходах полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида для предпосевной обработки семян, что в конечном итоге приводит к повышению урожайности и эффективности сельскохозяйственного производства в области овощеводства.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для предпосевной обработки семян овощных культур. Семена овощей замачивают или опрыскивают в течение 10-15 мин в водном растворе полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида общей формулы

с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. с концентрацией 0,00001%:0,03% и в дозе 15-50 л на 1 т семян. При этом достигается повышение энергии прорастания и всхожести семян овощей, ускорение их роста и развития, а также увеличение урожайности овощных культур. 2 н.п. ф-лы, 11 табл.

1. Применение полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида общей формулы

соответствующего молекулярной массе от 5 до 9 тыс. усл. ед., в качестве стимулятора роста и развития овощных культур.