СПОСОБ СТИМУЛИРОВАНИЯ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН ХВОЙНЫХ ДЕРЕВЬЕВ Российский патент 2008 года по МПК A01C1/06 A01G7/04 H01J37/00 

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано в лесоводстве для подготовки семенного материала к посеву, в частности для стимулирования проращивания семян хвойных деревьев.

Известны способы предпосевной обработки семян хвойных деревьев для стимулирования их проращивания. К ним можно отнести классическую холодную стратификацию семян (Пентелькина Н.В., Пентелькина Ю.С. Способы стимулирования прорастания семян древесных растений. // Лесной комплекс: состояние и перспективы развития. / Международная научно-техническая конференция, г.Воронеж, ноябрь 2004 г.). Этот способ трудоемок, т.к. требует пониженных температур (0÷-4°С), длителен во времени (6÷12 месяцев) и характеризуется относительно невысоким повышением энергии прорастания и всхожести семян.

Для сокращения времени стратификации дополнительно применяют стимуляторы роста растений: гиббереллины (см. Муронцев Г.С., Коренева В.М., Герасимова Н.М. Рост растений и природные регуляторы, М.: 1977, с.193-216.), цитокинины (крезацан, эмистим, амбиол и др.) (см., например, Устинова Т.С. Активация всхожести семян и роста сеянцев сосны обыкновенной. // Изд. вузов. Лесной журнал, 1999, №5, с.37-40.). Применение стимуляторов усложняет процесс предпосевной обработки, т.к. необходим тщательный контроль количества препарата, поскольку при превышении дозы последнего он действует угнетающе. Высокая стоимость стимуляторов обуславливает значительный рост затрат при предпосевной обработки семян с их применением.

Наиболее эффективным на сегодняшний день способом стимулирования прорастания семян хвойных деревьев является способ с применением в качестве стимулятора роста циркона (см. Пентелькина Н.В., Пентелькина Ю.С. Влияние стимуляторов роста на посевные качества долгохранившихся семян. // Лесопользование и воспроизводство лесных ресурсов. / Научные труды МГУЛ, 2001, Вып.311, с.150-153.), позволяющий увеличить всхожесть сосны и ели обыкновенной на 28-30% и пихты на 28%.

Этому способу присущи все перечисленные выше недостатки, характерные для способов предпосевной обработки семян с применением химических стимуляторов.

Техническим эффектом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является упрощение способа стимулирования прорастания семян хвойных деревьев с использованием стимуляторов роста растений. В качестве стимулятора роста используют отрицательные аэроионы кислорода, образующиеся в межэлектродном пространстве между иглой-катодом и металлическим плоским анодом, на котором размещают равномерным слоем семенной материал, при дозе облучения (3,3-3,5)×10^-2 Кл/м².

Для дополнительного увеличения производительности способа семенной материал размещают на движущейся металлизированной ленте транспортера, используемой в качестве анода. Кроме того, для повышения эффективности обработки аэроионная зона может быть ограниченна диэлектрическим экраном, преимущественно имеющим форму боковой поверхности усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, ширина которого равна ширине ленты транспортера.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Семена хвойных деревьев равномерно размещаются на заземленном металлическом листе, например, имеющем форму диска, служащем анодом высоковольтного источника постоянного тока. Игла-катод располагается над упомянутым листом. Доза потока отрицательных ионов, воздействующих на семена, определяется соотношением:

где I - ток ионизации, A; S - площадь металлического листа под слоем семян, м²; t - время обработки (ионизации), с.

Как было установлено экспериментально, значительное увеличение всхожести и энергии прорастания семян наблюдается лишь при дозе облучения

(см. таблицу), что связано со специфическими биологическими особенностями семян хвойных деревьев и их реакцией на воздействие аэроионов кислорода.

Для повышения производительности обработку семян можно проводить на транспортере с металлизированной лентой при скорости движения последней, удовлетворяющей необходимому времени пребывания семян в зоне аэроионного потока при данном токе ионизации. Очевидно, что время обработки семян для каждой дозы облучения аэроионами минимально в случае примерного равенства расстояния между иглой-катодом и анодом и протяженностью его участка под слоем семян (шириной ленты транспортера).

Для исключения влияния металлических конструкций транспортера на величину тока ионизации объем аэроионной зоны целесообразно ограничить диэлектрическим экраном, преимущественно имеющим форму боковой поверхности усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, ширина которого равна ширине ленты транспортера.

Пример

В качестве источника отрицательных аэроионов кислорода использовали генератор аэроионов, изготовленный на базе автомобильной катушки зажигания (Б-114), обеспечивающей постоянное напряжение (10÷40) кВ при ионном токе (5÷50)×10^-6 А. Расстояние между иглой-катодом и металлическим диском - анодом, составляло 15 см. Диаметр диска равнялся 20 см. Дозу аэроионов определяли по формуле (1).

В качестве объектов исследования были выбраны семена ели и сосны обыкновенной.

Энергию прорастания и всхожести семян определяли по ГОСТ 13056.6-75 «Семена деревьев и кустарников. Методы определения всхожести».

Количество семян равнялось 100 шт. Опыт проводили в 4-х повторностях. Некоторые результаты приведены в таблице.

Зависимость энергии прорастания и всхожести семян ели* и сосны** обыкновенной от дозы аэроионов кислорода.№ п/пДоза, Энергия прорастания, %Всхожесть, %Повышение к контролю, %СеменаЭнергия прорастанияВсхожесть1контроль64,870,0100100ель21,4×10^-371,571,511010237,0×10^-388,088,013612643,3×10^-298,098,015014053,5×10^-298,398,315214061,6×10^-194,094,014513473,3×10^-194,094,01451348контроль40,036,0100100сосна93,4×10^-264,058,0160161*Семена ели. Сысольский лесхоз. Республика Коми. Сбор семян - октябрь 2000 г. Сушка - декабрь 2000 г.**Семена сосны. Ковернинский р-н. Нижегородская обл. 2004 г.

Как показывают результаты эксперимента, при дозе аэроионов энергия прорастания семян ели увеличивается на 50%, всхожесть на 40%, а для семян сосны - на 60%, что значительно выше, чем в известном способе.

Время обработки семян аэроионами при токе 18 мкА и металлическом диске - аноде, диаметром 20 см составляло 60 с. Изменение дозы ионного потока осуществляли, изменяя величину тока и время ионизации. Потребляемая от сети мощность генератора отрицательных аэроионов кислорода составляет не более 10 Вт.

Таким образом, по сравнению с известными предложенный способ стимулирования прорастания семян хвойных деревьев более эффективен, прост в реализации, характеризуется хорошей производительностью, дешев и может с успехом использоваться в лесоводстве.

Для подготовки семян хвойных деревьев к посеву их подвергают обработке в устройстве, включающем иглу-катод и плоский металлический анод, на котором размещают равномерным слоем семенной материал. Обработка потоком отрицательных аэроионов в течение 60 с при плотности их тока (3,3-3,5)×10^-2 Кл/м² оказывает стимулирующее действие на их прорастание. Для повышения производительности способа семенной материал размещают на движущейся металлизированной ленте транспортера, используемой в качестве анода. Чтобы исключить влияние металлических конструкций транспортера на величину тока ионизации, объем аэроионной зоны ограничивают диэлектрическим экраном, имеющим форму преимущественно боковой поверхности усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, ширина которого равна ширине ленты транспортера. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ стимулирования прорастания семян хвойных деревьев с использованием стимуляторов роста растений, отличающийся тем, что в качестве стимулятора роста используют отрицательные аэроионы кислорода, образующиеся в межэлектродном пространстве между иглой-катодом и металлическим плоским анодом, на котором размещают равномерным слоем семенной материал, при плотности тока аэроионов (3,3-3,5)·10^-2 Кл/м² в течение 60 с.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что семенной материал размещают на движущейся металлизированной ленте транспортера, используемой в качестве анода.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что аэроионная зона ограничена диэлектрическим экраном, преимущественно имеющим форму боковой поверхности усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, ширина которого равна ширине ленты транспортера.