СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН БОБОВЫХ ТРАВ Российский патент 2011 года по МПК A01C1/00 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам предпосевной обработки семян бобовых трав, имеющих твердую влагонепроницаемую оболочку.

Известен способ предпосевной обработки семян, имеющих твердую влагонепроницаемую оболочку, в котором на оболочку семян производят механическое воздействие, нанося на ее поверхность со всех сторон множество царапин. Для этого обрабатываемые семена из загрузочного бункера подаются в течку, имеющую абразивные поверхности, по которым под действием вибровозбудителя движутся семена в хаотическом состоянии (А.с. №1586549, кл. A01C 1/00, 1990 г.).

Недостатком известного способа предпосевной обработки семян являются его низкое качество и производительность, а также значительная трудоемкость.

Обусловлены указанные недостатки тем, что в известном способе интенсивность процесса скарификации не регулируется, что приводит к дроблению определенного количества семян.

Кроме этого, поскольку производится механическое воздействие на семена, может повреждаться точка роста корневой системы зародыша семян, что снижает их всхожесть.

Возможно забивание точки скарификатора посторонними предметами и растительными остатками, что увеличивает трудоемкость обслуживания скарификатора в процессе его работы.

Известен способ предпосевной обработки семян, имеющих твердую влагонепроницаемую оболочку, в котором на оболочку семян производят механическое воздействие. Для этого семена по трубам, соединенными с отверстиями в днище бункера, подают на абразивную поверхность плоского вращающегося горизонтального круга (Патент РФ №2240665, кл. A01C 1/00, 2004 г.).

Недостатками известного способа предпосевной обработки семян являются его низкое качество и производительность, а также трудоемкость.

Обусловлены указанные недостатки тем, что в известном способе предпосевной обработки семян дробится 2% семян.

Кроме этого, в результате механического воздействия на семена может повреждаться точка роста корневой системы зародыша некоторых семян, что снижает их всхожесть, а следовательно, и качество предпосевной обработки семян.

Поскольку в известном способе предпосевной обработки семян поток семян, поступающих по трубам из бункера, обрабатывается на диске с абразивной поверхностью, то его площадь его абразивной поверхности определяет величину подачи семян, а следовательно, и пропускную способность скарификатора, что ограничивает производительность обработки семян. Необходимость периодического заполнения бункера семенами по мере их подачи на диск с абразивной поверхностью увеличивает трудоемкость обработки семян.

Необходимость выделения из семян примесей (камешков, металлических и деревянных предметов) привела к использованию в конструкции скарификатора эластичных шторок и вырезов в трубах, по которым поступают из бункера семена. Это усложняет конструкцию устройства, реализующего известный способ обработки семян.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу предпосевной обработки семян бобовых трав является способ обработки семян путем мацерации (разрушения) верхнего слоя клеток семенной оболочки серной кислотой с удельным весом 1,80…1,83 в течение 10…25 мин (см. кн. Филимонов М.А. Повышение посевных качеств семян кормовых трав. - М.: Сельхоз изд. 1953. С.117-118 - прототип).

Недостатками способа предпосевной обработки семян, принятого за прототип, являются низкое качество и высокая опасность для обслуживающего персонала.

Указанные недостатки обусловлены тем, что не обеспечивается полное устранение биологической особенности семян бобовых трав - твердосемянности. По результатам экспериментальной проверки при длительности обработки партии семян серной кислотой, равной 25 мин, «твердых» семян остается: клевера красного 3%; люцерны желтой 8%; эспарцета 15%.

В известном способе разрушения механического барьера на пути влаги извне внутрь семени путем мацерации (разрушения) верхнего слоя клеток семенной оболочки серная кислота разрушает клеющее вещество, соединяющее клетки слоев семенной оболочки.

Кроме этого использование серной кислоты требует соблюдения повышенных требований техники безопасности в процессе работы.

Техническим решением задачи является обеспечение полного использования семенного ресурса бобовых трав в год посева.

Задача достигается тем, что в способе предпосевной обработки семян бобовых трав путем замачивания оболочки семян жидкостью, согласно изобретению семена на стадии послеуборочного дозревания замачивают в водном растворе биостимулятора роста, например «Биостимом», при этом всплывшие семена - первую фракцию отбирают, сушат до 14% содержания влаги и фасуют, а оставшиеся - вторую фракцию также отбирают, упаковывают в тару из влагонепроницаемого материала, дополнительно обрабатывают водным раствором биостимулятора роста путем распыления, выдерживают в течение не более 24 часов, сушат до 14% содержания влаги и высевают каждую фракцию семян отдельно.

Благодаря отличительным признакам заявленного способа, т.е. замачиванию семенных оболочек в период послеуборочного дозревания семян бобовых трав в водном растворе «Биостима», происходит ускорение процесса послеуборочного дозревания семян бобовых трав и предотвращается потеря семян за счет отмирания и потери всхожести у них определенного количества. Причины указанного вида потерь семян в нарушении температурного режима хранения и локальном проникновении влаги в массу семян.

Фитогормон «Биостим» - биологический стимулятор роста и плодородия, воздействует на ДНК клеток семян, обеспечивая их устойчивость, а в последующем растении к бактериальным, вирусным и грибковым заболеваниям, заморозкам и засухе, а также увеличивается энергия роста семян.

Кроме этого разделение семян на две фракции по удельному весу позволяет максимально использовать потенциальную продуктивность растений. Высеваемые две полученные фракции семян позволяют ликвидировать дисперсию конкурентности растений в период их роста, поскольку семена фракции отличаются энергией прорастания, кроме этого под воздействием «Биостима» устраняется разнокачественность семян внутри каждой партии.

Введение в качестве компонента в водный раствор «Биостим» обеспечивает нарушение целостности твердой влагонепроницаемой оболочки твердых семян, т.е. их скарификацию. Фитогормон «Биостим» проникает через твердую влагонепроницаемую оболочку твердых семян по имеющим в ней проводящим пучкам. Для воды проникновение по проводящим пучкам семенной оболочки недоступно. Проникнув сквозь влагонепроницаемую оболочку, «Биостим» активизирует ростовые процессы в семени в независимости от присутствия в нем ингибиторов роста. Ростовые процессы семян начинаются с активного деления ДНК и синтеза фермента гидролиза запасных питательных веществ. Семя под воздействием ростовых процессов разбухает, разбухая твердую влагонепроницаемую оболочку. Механический барьер на пути извне внутрь семени для воды разрушен. Вода начинает активно поступать в клетку семени и выносить из них токсины. Зародыш семени растет, т.е. семя готово к посеву.

Выдерживание в течение до 24 часов фракции семян, имеющих больший удельный вес при содержании в массе семян 75…85% водного раствора «Биостим», обеспечивает проникновение этого фитогормона в твердые семена и нарушение целостности влагонепроницаемой оболочки всех твердых семян. Сумма семян обеих фракций отдельно до 14% содержания влаги обеспечивает прекращение в семенах ростовых процессов и их последующее хранение до раздельного посева каждой из фракции семян.

Анализ свойств совокупности признаков заявленного способа и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупности признаков заявленного способа проявляет новое свойство - обеспечивает всхожесть всех высеваемых семян бобовых трав.

Пример конкретного выполнения.

200 мл экстракта «Биостим» (содержащего 30 мг сухого препарата «Биостим») нагревают до температуры 50°-70°C и выдерживают в режиме запаривания - в закрытой емкости настаивают до комнатной температуры. Затем заливают его в не хлорированную воду (H₂O) объемом 800…850 л и полученный водный раствор «Биостим» используют в течение 5 часов.

В емкость с водным раствором «Биостим» загружают семена бобовых трав, например люцерны, из расчета 1 т семян на 800…850 л водного раствора «Биостим». Происходит разделение семян на две фракции по удельному весу семян. Часть семян всплывает на поверхность водного раствора «Биостим». Это ювенилы - семена с незавершенным развитием. В них в активной фазе находятся материнские гормоны и ферменты. В емкости с водным раствором «Биостим» в процессе разделения семян на две фракции во всплывшие семена вместе с водой проникают молекулы «Биостим». Эти семена удаляют и высушивают в режиме активного вентилирования при температуре воздуха до +40°C до получения 14% содержания влаги в семенах. При таком содержании влаги в семенах в них останавливаются ростовые процессы. Эти семена затаривают в мешкотару, хранят до срока посева и высева.

Другая часть семян погружается в водный раствор биостима и оседает. Это атлетоиды. В них нет остаточных материнских гормонов и ферментов, но присутствуют ингибиторы ростовых процессов. Активация их ростовых процессов осуществляется за счет ростовых гормонов и гидролиза запасных питательных веществ под контролем собственной генетической информации при поступлении воды в зону активной деятельности генов (к зародышу) и расположению запасных питательных веществ в семени. Часть атлетоидов имеет влагонепроницаемую семенную оболочку, т.е. являются твердыми семенами.

После непродолжительного выдерживания в водном растворе биостима погрузившихся в него семян (до 0.5 часа), водных раствор биостима сливают в другую емкость и он готов для повторного использования на обработке следующей партии семян бобовых культур.

Семена из емкости выгружают на водонепроницаемую поверхность, например полиэтиленовую пленку, формируют из них бурт, который укрывают полиэтиленовой пленкой. В бурте под полиэтиленовой пленкой семена выдерживаются в течение 24 часов при содержании 75…85% водного раствора биостима в массе семян, который наносится путем распыления на семена водного раствора биостима. Для этого может быть использован штанговый опрыскиватель. При этом водный раствор биостима не должен вытекать из под бурта по водонепроницаемой поверхности. Контроль за содержанием водного раствора биостима осуществляется визуально - на внутренней поверхности полиэтиленовой пленки не должны образовываться капли видного раствора биостима.

Молекулы фитогормона биостима, находящиеся в водном растворе, проникает сквозь семенную оболочку обычных семян-атлетоидов. Кроме этого молекулы биостима проникают через твердую влагонепроницаемую семенную оболочку «твердых» семян по находящимся в ней проводящим пучкам, соединявшим развивавшийся плод с материнским растением. Происходит это следующим образом. Вода начинает поступать по проводящим пучкам семенной оболочки, что сразу вызывает локальное повышение осмотического давления, которое препятствует дальнейшему проникновению воды по проводящим пучкам в семя. Поскольку в семя через проводящие пучки в зону у семенной оболочки проникло неограниченное количество воды, а водного раствора биостима, то в семя попадает несколько молекул биостима. Этого достаточно. Начинаются ростовые процессы в семенах с активного деления молекул ДНК и синтеза ферментов гидролиза запасных питательных веществ семядолей семян. Семена начинают разбухать, что вызывает нарушение целостности твердой водонепроницаемой семенной оболочки, в ней появляются трещины, т.е. происходит скарификация семян.

По истечении 24 часов обработки семян в бурте под полиэтиленовой пленкой семена сушат в режиме активного вентилирования при температуре воздуха не выше +40°C до получения 14% содержания влаги в семенах. При этом содержании влаги в семенах в них останавливаются ростовые процессы, вызванные фитогормоном биостим. Затем семена затаривают в мешкотару, хранят до срока посева и высевают отдельно от первой фракции семян.

Семена обеих фракций, высеянные в почве под действием окружающей их влаги, начинают прорастать. При этом находящиеся в них молекулы биостима активизируют их ростовые процессы.

Использование предлагаемого способа предпосевной обработки семян бобовых трав в сравнении с известными способами предпосевной обработки семян позволит повысить урожайность семян и зеленой массы бобовых трав за счет полного устранения биологической особенности семян бобовых трав - твердосемянности, обеспечения ускорения прорастания семян, увеличения энергии прорастания и равномерности их развитии в травостое, увеличения устойчивости растений к бактериальным, вирусным, грибковым заболеваниям, заморозкам и засухе.

Устранение твердосемянности - скарификация исключается из технологического процесса предпосевной обработке семян как отдельная технологическая операция.

Способ предпосевной обработки семян бобовых трав заключается в том, что замачивают оболочки семян жидкостью. Для этого семена на стадии послеуборочного дозревания замачивают в водном растворе биостимулятора роста «Биостим». При этом всплывшие семена - первую фракцию отбирают, сушат до 14% содержания влаги и фасуют. Оставшиеся семена - вторую фракцию также отбирают, упаковывают в тару из влагонепроницаемого материала. Дополнительно семена из второй фракции обрабатывают водным раствором биостимулятора роста путем распыления, выдерживают в течение 20-24 часов и сушат до 14% содержания влаги. Обработанные семена хранят до раздельного посева каждой фракции. Использование изобретения позволит повысить урожайность семян и зеленой массы бобовых трав и увеличить устойчивость растений к бактериальным, вирусным, грибковым заболеваниям, заморозкам и засухе.

Способ предпосевной обработки семян бобовых трав путем их замачивания, отличающийся тем, что семена на стадии послеуборочного дозревания замачивают в водном растворе биостимулятора роста «Биостим», при этом всплывшие семена - первую фракцию - отбирают, сушат до 14% содержания влаги и фасуют, а оставшиеся - вторую фракцию - также отбирают, упаковывают в тару из влагонепроницаемого материала, дополнительно обрабатывают водным раствором биостимулятора роста путем распыления, выдерживают в течение 20-24 ч, сушат до 14% содержания влаги и хранят до раздельного посева каждой фракции семян.