СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН РИСА Российский патент 2009 года по МПК A01G16/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу возделывания риса.

Для получения высоких и стабильных урожаев с/х культур необходимо внедрение высокоэффективных регуляторов роста растений, отвечающих современным требованиям технологии и охраны окружающей среды. Известны различные способы регулирования роста и развития с/х культур с использованием природных и синтетических биологически активных веществ, таких как ауксины, гиббереллины, цитокинины и т.д. (Шевелуха Р.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: «Колос», 1992). Однако одни из этих веществ являются дорогостоящими, а другие не нашли широкого применения из-за недостаточной стабильности, нерастворимости в воде или относительно высокой токсичности (например ауксины). Поэтому задача создания и использования дешевых, нетоксичных, хорошо растворимых в воде химических препаратов, действующих, как и фитогормоны, в сверхмалых концентрациях, на сегодняшний день является актуальной. Эта задача актуальна и для возделывания риса, поскольку рис является основным продуктом питания жителей стран Юго-Восточной Азии с многомиллиардным населением (Китай, Индия и др.)

Известно использование химических регуляторов роста Фуролан (Патент РФ 2076866, опубл. 10.04.1997), «Краснодар-1» (Патент РФ 2042675, опубл. 27.08.1995) и их комбинации для повышения всхожести семян и увеличение урожая риса в оптимальной дозе 0.001% (Патент РФ 2178246, опубл. 20.01.2002).

Для предпосевной обработки семян риса предложены соли триазинтрикарбоновой кислоты (кубаксины), улучшающие всхожесть и увеличение длины и корней проростков в концентрации 0.01-0.0001 мас.% (Патент РФ 2083568, опубл. 10.07.1997).

Известно использование регулятора роста эмистим для возделывания риса в концентрации 1-30 мл/т, а также в смеси с гербицидом базагран М в дозе 0,5-5 мл/га (Патент РФ 2262226, опубл. 20.10.2005).

Известен химический регулятор роста и развития растений Мелафен, представляющий собой меламиновую соль бис(оксиметил)фосфиновой кислоты формулы I (Патент РФ 2158735, опубл. 2000.11.10).

Препарат малотоксичен - LD₅₀ 2000 мг/кг на мышах, 6000 мг/кг на крысах. Известно влияние Мелафена на энергию прорастания и всхожесть семян, на повышение урожайности и качества продукции яровой пшеницы (повышение урожайности на 6,2% при предпосевной обработке семян и 9,3% при дополнительном опрыскивании в период вегетации). Однако возможность применения Мелафена при выращивании риса неизвестна.

Задача изобретения - расширение ассортимента способов возделывания риса.

Технический результат - новый способ, позволяющий повысить энергию прорастания, всхожесть, урожайность и технологические характеристики зерна риса.

Технический результат достигается применением препарата Мелафен для одноразовой предпосевной обработки семян риса. Полученные при этом результаты оказались неожиданно высокими, особенно при использовании препарата в концентрации 1·10^-5-1·10^-8 г/л, оптимально 1·10^-6 г/л (или 1·10^-7%).

Данные о всхожести семян риса и интенсивности их прорастания в зависимости от предпосевной обработки семян растворами Мелафена различной концентрации получены в условиях лабораторного опыта. Данные о действии Мелафена на формообразовательные процессы получены в условиях полевого опыта в Тимашевском и Славянском районах Краснодарского края.

Рис - сорт Лиман.

Схема и методика лабораторного опыта:

- контроль - замачивание семян в воде;

- опытные варианты - замачивание семян в водном растворе Мелафена в концентрации 1·10^-3, 1·10^-4, 1·10^-5, 1·10^-6, 1·10^-7, 1·10^-8, 1·10^-9 г/л.

Экспозиция обработки семян в воде (контроль) и растворах Мелафена указанной концентрации (опытные варианты): 1 час.

Исследования проводили в чашках Петри, ложе для семян - фильтровальная бумага. В каждую чашку помещали по 50 штук семян. Энергию прорастания и всхожесть семян определяли в сроки, указанные в ГОСТ 12038-84: на 4^ые сутки (энергия прорастания) и 7^ые сутки (всхожесть). Семена проращивали в термостате при температуре 25°С. Повторность опытов 4-кратная. В день определения всхожести семян измеряли длину ростков и корешков и проводили взвешивание сырой массы (биомассы) корешков и ростков и после высушивания сухой массы.

Результаты

Данные всхожести семян риса и интенсивности их прорастания в зависимости от обработки перед посевом растворами Мелафена различной концентрации представлены в таблице 1. Из данных таблицы, видно, что препарат Мелафен оказывает существенное влияние на интенсивность прорастания семян. При этом сила воздействия препарата на процесс прорастания в значительной степени зависит от концентрации раствора.

Все испытуемые концентрации препарата не вызывают снижения посевных качеств семян. Наиболее высокие значения энергии прорастания и всхожести, длины ростков и корешков и их массы (сырой и сухой в расчете на 100 шт. проростков) получены при обработке семян риса в концентрации 1·10^-6 г/л или 1·10^-7% (91,7 и 95,0%, 9,0 и 5,1 см, 2,809 и 3,120 г, 0.311 и 0,346 г/100 шт. проростков против 80,0 и 78,5%, 5,5 и 4,2 см, 2,063 и 2,591 г, 0,249 и 0,285 г/100 шт. проростков - в контроле).

Таким образом, абсолютные значения представленных в таблице 1 показателей зависят от применяемой концентрации раствора препарата Мелафен. Наиболее высокие значения этих показателей отмечены при обработке семян риса раствором Мелафена в концентрации 1·10^-6 г/л (или 1·10^-7%).

Схема и методика полевого опыта:

- контроль - посев семян без обработки;

- опытные варианты - обработка семян риса в водном растворе Мелафена в концентрации 1·10^-6 г/л;

- учетная площадь делянок - 20 м²;

- повторность опыта - 3^х-4^х кратная;

- агротехника - общепринятая в хозяйстве.

Перед уборкой с каждой повторности проводят отбор растительных образцов: по 25 растений для проведения структурного анализа урожая (высота растения, кустистость, озерненность, масса зерна и соломы).

Урожайность риса определяли по фактически убранному валу семян с каждой повторности.

Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа по Б.А.Доспехову.

Формирование урожая риса

Интенсивность ростовых процессов, в первую очередь, зависит от дружности появления всходов и способности их к выживанию. Семена риса обладают низкой полевой всхожестью, что приводит к снижению урожайности. Обработка семян риса перед посевом регулятором роста - способ повышения всхожести, выживаемости растений, урожайности и качества риса сырца.

Из представленных в таблице 2 данных видно, что обработка семян Мелафеном усиливает рост растений в высоту (88,2 см², в контроле - 70,9 см), облиственность (площадь листьев 264,7 см, в контроле - 156,8 см²), нарастание биомассы (93,09 и 66,12 г/растение) и массы сухого вещества (25,34 и 14,75 г/растение соответственно). Существенная разница в показателях листовой поверхности контрольного и опытного вариантов указывает на тот факт, что в опытном варианте идет не только активное листообразование, но и замедленное отмирание листьев. Последнее связано с более высокой жизнеспособностью листьев в опытном варианте, а следовательно, с активизацией ассимиляционных процессов, на что указывает возросший процент сухого вещества (27,2% против 22,3% в контроле). Усиление ростовых процессов при применении Мелафена, более активное накопление ассимилятов вегетативной массой растений риса и их отток в репродуктивные органы существенно сказывается на формировании элементов структуры урожая.

Урожай обусловлен тремя основными элементами:

- числом продуктивных стеблей, сформированных на растении,

- числом зерен на растении,

- массой зерна с растения.

Данные таблицы 3 показывают, что значения трех основных элементов структуры урожая существенно улучшились в варианте с Мелафеном (продуктивность стеблей 2,4 шт., в контроле - 1,45 шт.; озерненность 109,5 против 81,1 шт. в контроле, масса зерна - 5,07 против 2,34 г/растение в контроле). В опытном варианте емкость накопления зерна более высокая, о чем говорит более низкий процент пустозерности (в опыте 13,7%, в контроле 19,0%) и более высокий уборочный индекс (отношение мз/мс 0,93 против 0,80 в контроле).

Значительная активация формообразовательных процессов при применении Мелафена приводит к повышению урожайности. Прибавка урожая (табл.4) составляет 10,2 ц/га или 20,1%. Наряду с повышением урожайности улучшается и качество риса-сырца (табл.5). При использовании Мелафена формировались более крупные и выровненные зерна с массой 1000 зерен 31,1 г против 29,0 г в контроле и более высокой стекловидностью (в опыте - 90,5%, в контроле - 84,5%).

Таким образом, как показывают экспериментальные данные, одноразовая предпосевная обработка семян риса препаратом Мелафен не только приводит к значительному увеличению энергии прорастания и всхожести семян риса (91,7 и 95,0% вместо 80,0 и 78,5% в контроле) и урожайности (60,9 ц/га вместо 50,7 ц/га в контроле), но и таких технологических характеристик получаемой продукции, как трещиноватость (в опыте 1,0% по сравнению с 3% в контроле), пленчатость (в опыте 16,2% по сравнению с 18,1% в контроле) и повышение стекловидности (90,5% по сравнению с 84,5% в контроле).

Применение Мелафена для возделывания риса является новым, полученные результаты невозможно было предсказать на основании известного уровня знаний, в связи с чем использование препарата Мелафен для возделывания риса соответствует критерию «новизна», «изобретательский шаг» и «промышленная применимость».

Таблица 1
Влияние обработки семян риса Мелафеном на интенсивность их прорастания Концентрация Мелафена, г/л Энергия прорастания, % Всхожесть, % Длина корешка, см Длина ростка, см Сырая масса, мг/100 шт. проростков Сухая масса, мг/100 шт. проростков корешков ростков корешков ростков контроль 80,0 78,5 5,5 4,2 2,063 2,591 0,249 0,285 1·10^-3 81,0 85,0 7,6 4,4 2,324 2,610 0,274 0,290 1·10^-4 83,3 88,5 8,0 4,6 2,371 2,719 0,296 0,311 1·10^-5 85,0 93,5 8,2 4,8 2,557 2,841 0,305 0,327 1·10 ^-6 91,7 95,0 9,0 5,1 2,809 3,120 0,311 0,346 1·10^-7 90,0 94,0 8,8 5,0 2,707 3,013 0,306 0,340 1·10^-8 86,7 90,0 8,6 4,7 2,670 2,842 0,298 0,324 1·10^-9 83,7 88,5 8,3 4,5 2,485 2,676 0,278 0,315 HCP_0.5     0,3 0,2 0,085 0,091 0,010 0,011

Таблица 2
Влияние Мелафена на показатели роста растений риса Вариант Высота растений, см Площадь листьв, см² Масса надземных органов, г/растение % сухого вещества сырая сухая Контроль 70,9 156,8 66,12 14,75 22,3 Мелафен 88,2 264,7 93,09 25,34 27,2 НРС₀₅ 2,8 9,1 2,79 0,78   Таблица 3
Влияние Мелафена на формирование структурных элементов урожая риса Вариант Кустистость, шт. Длина метелки, см Главная метелка Масса г/растение Отношение mc/mз общая продуктивная. Озерненность, шт. Масса зерна, г зерна (mз) соломы (mc) общая стерильая Контроль 2,0 1,4 12,8 81,1 19,0 2,08 2,34 2,92 0,80 Мелафен 3,2 2,4 16,3 109,5 17,4 2,71 5,07 5,41 0,93 НРС₀₅ 0,1 0,1 0,5 3,4 0,6 0,008 0,15 0,16  

Таблица 4
Влияние Мелафена на урожайность риса Вариант Урожайность, ц/га Прибавка к контролю ц/га % Контроль 50,7     Мелафен 60,0 10,2 20,1 НРС₀₅ 2,6    

Таблица 5
Влияние Мелафена на качество зерна риса Вариант Масса 1000 зерен, г Пленчатость, % Стекловидность, % Трещиноватость, % Контроль 29,0 18,1 84,5 3,0 Мелафен 31,1 16,2 90,5 1,0 НРС₀₅ 1,1      

Способ включает предпосевную обработку семян регулятором роста растений. Для повышения выживаемости растений риса в качестве регулятора роста используют водный раствор Мелафена в концентрации 1·10^-6-1·10^-9 г/л. Такая технология позволит значительно увеличить энергию прорастания и всхожесть семян, повысить выживаемость растений риса, урожайность и положительно влияет на такие технологические характеристики получаемой продукции, как трещиноватость, пленчатость и стекловидность. 5 табл.

Способ предпосевной обработки семян риса, включающий обработку семян регулятором роста растений, отличающийся тем, что для повышения выживаемости растений риса в качестве регулятора роста используют водный раствор Мелафена в концентрации 1·10^-6-1·10^-9 г/л.