СПОСОБ СТИМУЛЯЦИИ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ РИСА Российский патент 2009 года по МПК A01C1/00 A01N47/44 A01C1/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а точнее к растениеводству и средствам стимулирования прорастания и роста растений риса, и может быть использовано для предпосевной обработки семян при выращивании риса в аграрных хозяйствах, агрокомплексах и опытных станциях.

Известны способы обработки семян зерновых культур (пшеница, кукуруза, рис) перед посевом для стимулирования прорастания семян и повышения их всхожести путем замачивания семян в растворе эмистима С (Безвенюк З.О., Троян В.М., Музыка В.М. и др. Ефективнiсть застосування регуляторiв росту для iнкрустацii насiння кукурудзиi // Физиология и биохимия культурных растений. 1995. Т.27. № 4. - С.248-253). К недостаткам этого способа следует отнести большую трудоемкость операций предпосевной обработки семян, дороговизну, а также невысокие показатели стимуляции всхожести и роста растений зерновых культур и, в частности, риса.

Известно также применение ретарданта хлорхолинхлорида для опрыскивания проростков и зеленой массы риса для предотвращения полегания растений и повышения их урожайности (Деева В.П. Ретарданты - регуляторы роста растений. Минск: Наука и техника, 1981. - 174 с.; Калинин Ф.Л. Применение регуляторов роста в сельском хозяйстве. Киев. "Урожай". 1989. С.40-41.). Используют еще препараты фолиевой кислоты, а также 2,4 Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) и метионин для опрыскивания растений риса и повышения его устойчивости к полеганию (Регуляторы роста растений. / Под ред. акад. ВАСХНИЛ В.С.Шевелухи. - М.: Агропромиздат, 1990. С.16, 24). Однако, эти методы почти не применяются на практике из-за дороговизны, достаточно большого расхода препаратов и сравнительно высокие их концентрации при обработке растений, например, по зеленой массе.

Известно применение в качестве дезинфектанта химического соединения полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида (ПГМГ НС1), общей формулы:

с молекулярной массой 4-10 тыс. усл. ед. при обработке клубней картофеля (патент РФ № 2136155, кл. A01N 47/44 от 21.05.98 г.), недостатком которого является дороговизна процесса обработки из-за сравнительно высоких концентраций действующего вещества.

В качестве прототипа для заявляемого способа принимается способ предпосевной обработки семян риса путем их смачивания раствором сернокислой меди с последующим воздушно-тепловым обогревом при температуре 30°-35°С в течение суток для повышения всхожести семян, выживаемости растений и повышения урожайности риса (патент РФ № 2265303, кл. A01C 1/00 от 6.05.2002).

К недостаткам известного способа следует отнести трудоемкость длительного прогревания семян риса в растворе вышеуказанного препарата, большой расход действующего вещества из-за его использования в сравнительно высоких концентрациях (0,5% раствор) и, как следствие, дороговизну обработки, а также недостаточно высокое повышение полевой всхожести семян и урожайности риса (на 1,0-2,2%).

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

Поставленная задача решается тем, что в способе стимуляции роста и развития растений риса, включающем предпосевную обработку семян риса путем их смачивания водным раствором биологически активного вещества с последующим их просушиванием, операцию смачивания семян риса проводят водным раствором ПГМГ HCl, общей формулы:

с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед., с концентрацией действующего вещества 0,001:0,075% и расходом рабочего раствора в дозе 10-12 л на 1 т семян. При этом смачивание семян водным раствором полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида в процессе механической или ручной обработки осуществляют в течение 2-30 мин.

Сущность заявляемого изобретения на способ стимуляции роста и развития растений риса поясняется примерами 1-3. В таблицах 1-6 приведены средние данные 20-100 определений, повторность модельных и полевых опытов 4-х кратная. В модельных экспериментах проростки риса выращивались в рулонах фильтровальной бумаги на водной среде (чистый фон) или растворе гербицида диалена С (10 мг/л, на 5 сутки) 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, а также проводили отборы проростков и замеры длин корней (1) и ростков (L). Биохимические показатели зерна риса 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.

Для осуществления предлагаемого способа в модельных экспериментах семена риса смачивают вручную с помощью распылителя, перемешивая семена в процессе распыления раствора ПГМГ HCl. В полевых условиях смачивание семян риса осуществляют, например, механически в аппарате для предпосевной обработки семян. Длительность процесса смачивания определяется способом обработки и в использованных нами вариантах не превышает 2-30 мин.

Пример 1. Изучено влияние предпосевной обработки семян риса трех сортов смачиванием водными растворами (р-р) ПГМГ HCl (полигуанидин) с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед. и с концентрацией 0,001-0,075% на показатели энергии прорастания, всхожести семян, а также на рост и развитие проростков риса на ранних этапах онтогенеза на чистом и гербицидном фоне в модельных экспериментах. Определено повышение всхожести семян риса на 15-35% (табл.1, 2, 3), наблюдалось увеличение энергии прорастания на 15-37% по сравнению с контролем (к.) из необработанных семян. Обнаружена стимуляция ростовых показателей проростков риса трех сортов в 1,7-3,0 раза в опытных вариантах с предпосевной обработкой семян растворами полигуанидина, причем в большей степени - на гербицидном фоне. Выявленная стимуляция всхожести и морфометрических показателей проростков риса после предпосевной обработки семян растворами ПГМГ HCl значительно превышала показатели прототипа. Оптимальными для обработки семян изученных сортов риса являются концентрации полигуанидина в диапазоне 0,001:0,075%.

Пример 2. Изучено влияние предпосевной обработки семян препаратом ПГМГ HCl трех сортов риса, различных по срокам созревания, на урожайность этих сортов риса, выращенных в полевых условиях в 2005-2006 гг. (табл.4, 5). Определено повышение урожайности всех сортов риса на 6,5-19,5% у опытных вариантов по сравнению с контролем, что существенно превышает соответствующие показатели базового способа. Определено также повышение количества зерен в метелке на 30-33% у опытных образцов (табл.5). Оптимальными для обработки семян изученных сортов риса являются концентрации полигуанидина в диапазоне 0,001:0,075%.

Таблица 1 Влияние предпосевной обработки семян риса Украина 96 препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки) Наименование образца, вид обработки Всхожесть, % 7 сутки 10 сутки 12 сутки l корней L ростков l корней L ростков l корней L ростков мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. Чистый фон, вода                           Контроль 85 18 100 11 100 28 100 19 100 32 100 25 100 0,075% р-р полигуанидина 95 20 111 11 100 30 107 18 95 31 97 22 88 0,05% -«- 90 28 156 11 100 59 210 21 111 80 275 30 120 0,04% -«- 90 23 128 12 110 54 193 23 121 59 184 39 156 0,03% -«- 90 33 183 14 127 62 221 21 111 84 262 28 112 0,02% -«- 95 34 181 12 109 64 228 23 121 78 244 34 136 0,01% -«- 95 23 127 11 100 51 182 21 111 65 203 35 140 0,001% -«- 95 32 178 12 109 55 196 21 111 78 244 34 136 Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л                           Контроль 80 12 100 10 100 15 100 17 100 16 100 19 100 0,075% р-р полигуанидина 95 15 125 10 100 22 147 14 82 21 131 18 95 0,05% -«- 90 17 142 11 110 24 160 14 82 26 125 15 79 0,04% -«- 90 24 200 11 110 32 213 17 100 33 206 24 126 0,03% -«- 90 19 158 10 100 24 160 16 94 24 114 22 116 0,02% -«- 95 27 225 12 120 41 273 23 135 34 212 24 126 0,01% -«- 95 23 192 11 110 30 200 15 88 31 194 22 116 0,001% -«- 95 26 216 10 100 34 227 18 106 35 219 22 116 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 2 Влияние предпосевной обработки семян риса Днепровский препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки) Наименование образца, вид обработки Всхожесть, % 7 сутки 10 сутки 12 сутки l корней L ростков l корней L ростков l корней L ростков мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. Чистый фон, вода                           Контроль 90 44 100 18 100 46 100 31 100 51 100 41 100 0,075% р-р полигуанидина 95 56 127 20 111 66 143 39 126 70 137 52 126 0,05% -«- 95 52 118 20 111 69 150 32 103 93 182 49 119 0,04% -«- 100 60 136 20 111 72 156 34 110 88 173 54 132 0,03% -«- 95 56 127 25 139 67 146 39 126 76 149 56 137 0,02% -«- 95 60 136 20 111 79 172 39 126 90 176 53 129 0,01% -«- 95 70 159 20 111 81 176 42 135 90 176 57 139 0,001% -«- 100 67 152 21 117 80 170 42 135 86 168 57 139 Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л                           Контроль 85 32 100 19 100 36 100 29 100 39 100 40 100 0,075% р-р полигуанидина 95 49 153 22 116 52 144 34 117 54 138 47 118 0,05% -«- 100 35 109 19 100 36 100 26 90 41 105 36 90 0,04% -«- 100 36 113 23 121 37 103 27 93 41 105 42 105 0,03% -«- 100 34 106 24 126 35 97 30 103 41 105 47 118 0,02% -«- 95 42 131 22 116 42 117 30 103 50 128 43 108 0,01% -«- 100 46 144 20 105 46 128 30 103 47 121 44 110 0,001% -«- 100 50 156 21 110 50 139 32 110 54 138 44 110 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 3 Влияние предпосевной обработки семян риса Антей препаратом полигуанидина на морфометрические показатели проростков на чистом и гербицидном фоне (7-12 сутки) Наименование образца, вид обработки Всхожесть, % 7 сутки 10 сутки 12 сутки l корней L ростков l корней L ростков l корней L ростков мм %от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. мм % от к. Чистый фон, вода                           Контроль 90 53 100 21 100 59 100 39 100 70 100 42 100 0,075% р-р полигуанидина 95 77 145 24 114 98 166 38 97 105 150 41 98 0,05% -«- 95 72 136 23 110 95 161 41 105 96 137 43 102 0,04% -«- 100 59 111 23 110 62 105 38 97 68 97 43 102 0,03% - «- 95 66 124 22 105 83 141 35 90 84 120 41 98 0,02% -«- 95 52 98 22 105 72 122 38 97 77 110 45 107 0,01% -«- 95 64 121 22 105 78 132 39 100 82 117 42 100 0,001% -«- 100 42 79 20 95 60 102 35 90 67 96 40 95 Гербицидный фон, диален С - 10 мг/л                           Контроль 85 46 100 19 100 49 100 32 100 50 100 33 100 0,075% р-р полигуанидина 95 61 133 22 115 66 102 38 116 67 134 41 126 0,05% -«- 100 52 113 20 105 58 118 37 114 60 120 39 118 0,04% -«- 100 46 100 17 89 52 106 29 90 53 106 31 94 0,03% -«- 100 43 94 19 100 50 102 33 103 51 102 34 103 0,02% -«- 95 33 72 19 100 41 84 33 103 43 86 36 110 0,01% -«- 100 57 124 22 115 59 120 38 115 61 122 43 142 0,001% -«- 100 30 65 21 111 39 80 34 106 40 80 37 122 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 4 Характеристика урожая риса Украина 96 из полевого опыта (г.Скадовск, 2005 г.) после предпосевной обработки семян растворами препарата полигуанидина Наименование образца, вид обработки Урожай ц/га % от к. Рис Украина 96,     контроль 40,6 100,0 опыт 0,04% р-ра полигуанидина 38,4 94,6 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 48,5 119,5 опыт 0,001% р-ра полигуанидина 46,7 115,0 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 5 Влияние предпосевной обработки семян риса препаратом полигуанидина на показатели урожая, выращенного в полевых условиях при рандомизированном посеве (г.Скадовск, 2006 г.) Наименование образца, вид обработки Влажность, % Количество зерен в метелке Урожай шт. % от к. ц/га % от к. Рис Украина 96, средне-ранний           контроль 13,6 100 100 78,3 100,0 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 13,6 130 130 83,4 106,5 Рис Днепровский, ранний           контроль 13,6 124 100 71,3 100,0 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 13,6 120 96 81,0 113,6 Рис Антей, поздний           контроль 13,6 140 100 77,0 100,0 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 13,6 187 133 85,5 111,0 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Таблица 6 Влияние предпосевной обработки семян риса препаратом полигуанидина на массу 1 тыс.зерен, содержание общего белка в зрелом зерне, выращенном в полевых условиях (г.Скадовск, 2005-2006 г.) Наименование образца, вид обработки Влажность, % Содержание общего белка Масса 1 тыс. зерен % на сухое вещество % от к. г % от к. Урожай 2005 г.           Рис Украина 96           контроль 9,0 6,2 100 26,2 100 опыт 0,04% р-ра полигуанидина 8,8 6,2 100 28,5 109 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 8,0 6,74 109 27,5 105 опыт 0,001% р-ра полигуанидина 9,0 6,4 103,2 25,8 99 Урожай 2006 г.           Рис Украина 96           контроль 12,0 3,9 100 29,6 100 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 12,0 5,8 149 30,4 103 Рис Днепровский           контроль 12,0 5,1 100 28,5 100 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 12,0 6,6 129 29,4 103 Рис Антей           контроль 12,0 4,5 100 25,1 100 опыт 0,02% р-ра полигуанидина 12,0 6,3 138 27,2 108 • Ошибка выборки не превышает 5% от средних

Пример 3. Изучено влияние предпосевной обработки семян риса разных сортов растворами полигуанидина на массу 1 тыс. зерен и содержание общего белка в зрелом зерне риса, выращенном в полевых условиях 2005-2006 г. Определено повышение массы 1 тыс. зерен риса на 5-9% в разные годы репродукции у опытных вариантов (табл.6). Содержание общего белка в зрелом зерне риса опытных образцов повысилось на 9-49%, что свидетельствует о значительном улучшении качества зерна риса при использовании предпосевной обработки семян растворами полигуанидина.

Анализ биохимических показателей зрелого зерна риса разных сортов, выращенного в полевых условиях с использованием предпосевной обработки семян растворами ПГМГ HCl, подтвердил, что наряду с повышением урожайности риса качество зрелого зерна риса существенно возрастает. Это еще раз показывает положительное влияние предпосевной обработки семян риса предлагаемым способом для получения высоких урожаев риса улучшенного качества.

Использование заявляемого изобретения в сельском хозяйстве позволит стимулировать всхожесть, рост и развитие растений риса в полевых условиях, их устойчивость, что, в конечном итоге, приводит к повышению урожайности зерна риса и улучшению его качества. Внедрение предлагаемого изобретения позволит также повысить эффективность сельскохозяйственного производства в области рисоразведения, особенно в условиях неблагоприятного земледелия в степных зонах Украины и стран СНГ при потеплении климата в целом.

Семена растений риса перед посевом смачивают в течение 0,5-2,0 ч водным раствором полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед., концентрацией 0,001-0,075% и расходом в дозе 10-12 л на 1 т семян с последующим их просушиванием. Такая обработка семян способствует повышению энергии прорастания и улучшению всхожести риса, ускорению его роста и развития, а также увеличению урожайности и повышению качества зрелого зерна риса. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

1. Способ стимуляции роста и развития растений риса, включающий предпосевную обработку семян путем их смачивания водным раствором биологически активного вещества с последующим просушиванием, отличающийся тем, что смачивание семян риса перед посевом проводят водным раствором полигексаметиленгуанидин-гидрохлорида, общей формулы:
,
с молекулярной массой от 5 до 9 тыс. усл. ед., концентрацией действующего вещества 0,001:0,075% и расходом рабочего раствора в дозе 10-12 л на 1 т семян.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смачивание семян риса в процессе механической или ручной обработки семян осуществляют в течение 2-30 мин.