СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НУТА Российский патент 2013 года по МПК A01C1/06 A01C1/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу повышения урожайности и сбора белка при возделывании нута.

Целью изобретения является активация функций растений нута за счет использования инокуляции (нитрагинизации) штаммами клубеньковых бактерий семян нута ризоторфином влажным способом из расчета 200-250 г на гектарную норму высева в растворе активированной воды с pH 4,2 (1 л воды на 1 ц семян), полученной путем электролиза, и обработанных затем в вакуумной среде при давлении 650-680 мм рт.ст. с одновременным перемешиванием.

Широкое применение инокуляции семян нута ризоторфином увеличивает его урожайность для зон возделывания на 10-30% и этот обязательный прием стал частью технологии возделывания нута [1, 2, 3].

Однако культура ризобий требует максимальное соблюдение технологических требований, несоблюдение которых часто является одной из причин неудачных посевов. Даже при соблюдении их средняя величина азотофиксации по отношению к потенциальной продуктивности составляет всего 19-38% [3].

Известно использование снятого молока (молочная сыворотка) без разбавления, как прилипателя ризоторфина при влажном способе обработки семян бобовых [4].

Одним из перспективных методов активации проращивания семян является их обработка электрохимически активированной водой (католитом, анолитом), образующихся в зонах диафрагменного электролизера, которые обладают биостимулирующим действием, что способствует всхожести и повышает урожайность в производственных условиях в среднем на 10-15% [5, 6].

Однако вакуумное действие электроактивированной воды в комплексе с ризоторфином на семена при возделывании нута не изучено и не представлено в публикациях.

Примеры конкретного исполнения

Пример №1. С целью определения наиболее эффективного влажного способа предпосевной обработки семян нута ризоторфином в ГНУ ВНИИ мясного скотоводства РАСХН проведены лабораторные (в растильнях) и полевые исследования по изучению энергии роста, всхожести и морфологических показателей растений по схемам, представленным в таблицах 1 и 2. Опыты закладывались в 4-кратной повторности.

Объекты исследований, нут - сорт Юбилейный; ризоторфин - штамм Rhizobium производства Всероссийского НИИ микробиологии, доза - 200-250 г на гектарную норму высева семян; молочная сыворотка с pH 4, активированная вода с pH 4,2-5,0 и окислительно-восстановительным потенциалом +800…+1200 мВ и обычная вода - в количествах 1,0-1,5 л на 1 ц семян, вакуумная обработка семян при давлением 650-680 мм рт.ст. в течение 9 мин

По результатам лабораторных исследований (табл.1) в растильнях значительное увеличение энергии прорастания семян нута отмечалось при вакуумной обработке «сывороткой + ризоторфином» и «активированной водой + ризоторфином», что объясняется повышением проницаемости оболочки семян нута и ускорением активации ростовых процессов. Наибольшее влияние в первые дни прорастания семян оказала обработка под вакуумом активированной водой в сочетании с ризоторфином, что видно по энергии прорастания, она составила 86%. Самой низкой лабораторной всхожестью отличались семена, обработанные обычной водой (контроль) - 69%. Изучаемые обработки повышали этот показатель на 11-19%.

Наибольшее увеличение длины ростка, относительно контроля, отмечалось на 5 и 6 вариантах соответственно на 1,1 и 0,63 см. Наибольшая длина корешков отмечались в этих же вариантах, биомасса 100 корешков была наибольшей и составила 0,69 и 0,64 г, соответственно.

Исходя из результатов лабораторных исследований и их анализа по 5 и 6 вариантам, как наиболее эффективных по всем показателям, закладывался полевой опыт в сравнении с контролем - вариант 1.

Полевой опыт

Пример №2. Техника закладки полевого опыта проводилась по методике Б.А.Доспехова (7), повторность - четырехкратная. Общая площадь делянки - 34 м², учетная - 10 м², размещение вариантов - систематическое. Норма высева - 0,9 млн. шт. всхожих семян на гектар.

Схема опыта

1. Ризоторфин + обычная вода (контроль),

2. Ризоторфин + сыворотка + вакуум,

3. Ризоторфин + активированная вода + вакуум.

Обработка семян ризоторфином (250 г на гектарную норму высева), по вариантам проводилась в день посева. Расход рабочего раствора - 1,5 л на 1 ц семян. Агротехника - общепринятая для зоны. Предшествующая культура в севообороте - яровая пшеница. Посев был проведен - 7 мая 2010 года.

2010 год эксперимента оказался самым засушливым за последнее столетие. За вегетационный период выпало всего 9 мм осадков, тогда как среднемноголетний показатель для зоны составил 111,0 мм. Низкая полевая всхожесть 45,6-53,9% была обусловлена жаркой погодой во время посева и в послепосевной период. Тем не менее относительно контроля она была выше на 3,8-8,3% (табл.2). Период интенсивного роста, цветения и формирования семян проходил также в условиях повышенных средних температур - 26,4-27,9°C при отсутствии осадков, что оказало влияние на продуктивность посевов нута.

Выживаемость растений, как и полевая всхожесть, во многом зависела от погодных условий периода вегетации.

Самая низкая выживаемость растений к уборке была отмечена на контроле - 37,2%, а самой высокой на 3 варианте - 46,1%.

Анализируя результаты эксперимента, необходимо отметить, что растения нута, семена которых обработаны по 3-ему варианту, отличались более интенсивным ростом. Различия по высоте были заметны уже с фазы ветвления. Максимальной высоты растения нута достигли к фазе созревания - 26,6-29,5 см. Растения 3-его варианта были выше растений контроля на 2,9 см, 2-го варианта - 1,7 см (табл.3).

Число активных клубеньков на корнях является одним из показателей азотфиксирующей способности растений, поэтому нами была проведена оценка влияния бактериального удобрения в сочетании с различными обработками семян перед посевом на клубенькообразующую способность нута. Наибольшее количество клубеньков оказалось в варианте 2-9,8 шт. с одного растения и в варианте 3-10,3 шт. с одного растения, что соответственно выше контроля на 38 и 45% (табл.4).

Клубеньки на растениях были небольшие, имели бледно-розовую окраску. Это объясняется огромным дефицитом доступной влаги в почве из-за отсутствия дождей, а высокие температуры 2010 года отрицательно сказались на жизнедеятельности клубеньковых бактерий, на их размножении и сохранности.

Фотосинтетическая деятельность посевов определяется главным образом площадью листьев, фотосинтетическим потенциалом, чистой продуктивностью фотосинтеза и приростом сухой биомассы растений. Листья растений являются основными органами растений, создающими органическое вещество. Площадь листовой поверхности однолетних растений зависит от вида, фазы развития и условий внешней среды [8, 9, 10].

Динамика формирования ассимиляционного аппарата растений нута в нашем эксперименте имела свои особенности, отмечалось увеличение площади листьев до фазы бутонизации-цветения. Так, в фазу ветвления нута при обработке в варианте 2 и 3 площадь листьев увеличилась по сравнению с контролем соответственно на 56,5 и 73,2% (табл.5).

Максимальные значения площади листовой поверхности были отмечены в фазу бутонизации-цветения и наибольшие значения на варианте 3-19,73 тыс.м²/га (табл.5).

Отмечена тенденция увеличения накопления абсолютно сухой массы в фазу ветвления во 2 и 3 вариантах соответственно 0,57 и 0,63 т с 1 гектара (табл.6).

Если увеличение площади фотосинтезирующей листовой поверхности шло до фазы бутонизации-цветения (табл.5), то накопление сухого вещества - до полного созревания семян (табл.6). Изучаемые обработки семян способствовали увеличению сухого вещества, превышение над контролем составило 19,5-39,1%.

Мощность фотосинтетического аппарата характеризуется не только площадью листьев, но и показателем фотосинтетического потенциала, который определяется суммой ежедневных значений площади фотосинтезирующих органов за весь вегетационный период, который изменялся по вариантам от 476,6 до 813,22*дней/га (табл.7). Лучшие показатели были по-прежнему в 3-ем варианте - 813,22 тыс.м²*дней/га.

Чистая продуктивность фотосинтеза по вариантам опыта варьировала в пределах от 2,79 до 2,27 г/м² в сутки, что позволило посевам нута сформировать во 2 и 3 вариантах урожай зерна соответственно 3,6 и 4,5 ц/га или на 44 и 80% выше контроля.

Таким образом, результаты исследований показывают, что обработка семян нута перед посевом молочной сывороткой и активированной водой под вакуумом на фоне инокуляции ризоторфином активируют процессы роста и развития растений путем образования физиологически активных веществ, обеспечивают появление более дружных всходов, повышают устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям и стрессам, оказывают положительное влияние на фотосинтетическую деятельность и урожайность посевов нута, а также улучшает азотное питание.

Наиболее высокоэффективным по всем показателям эксперимента был влажный способ инокуляции семян нута ризоторфином (200-250 г на гектарную норму высева) в растворе активированной воды pH 4,2 (1,0-1,5 л на 1 ц семян) и обработанных в вакуумной среде (650-680 мм рт.ст.) при постоянном перемешивании.

Применение предлагаемого способа инокуляции семя нута способствовало существенному улучшению качества зерна нута и его белковости (табл.8).

Наши исследования показали, что обработка семян перед посевом по 3 варианту способствует не только повышению урожайности, но и активному накоплению азота воздуха растениями нута, улучшает качество урожая. Содержание протеина в зерне нута на контрольном варианте составило 20,13%, а обработка по 3-ему варианту способствовала увеличению содержания протеина до 23,51%. Анализ данных табл.8 показывает, что увеличилось и содержание корм. Ед. в 1 кг зерна с 1,25 - на контроле до 1,46 в 3-ем варианте.

Источники информации

1. Агафонов Е.В. Повышение урожайности и сбора белка при возделывании нута в Ростовской области / Е.В.Агафонов, К.И.Пимонов, Е.И.Пугач // Кормопроизводство, №6, 2010. - С.25-28 (прототип).

2. Пимонов К.И. Рекомендации по выращиванию нута на Дону / К.И.Пимонов, Е.В.Агафонов, Е.И.Путач. - Пос. Персиановский: Дон ГАУ, 2010. - 40 с.

3. Кожемяков А.П. Использование инокулянтов бобовых и биопрепаратов комплексного действия в сельском хозяйстве / А.П.Кожемяков, И.А.Тихонович // Доклады Российской Академии сельскохозяйственных наук, №6, 1998. - С.7-10.

4. Биопрепараты / Использование бактериальных удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур // Рекламный информационный листок. - г.Кузнецк, Пензенской обл.: ООО «Биофабрика, 2009. - С.4.

5. Джурабов М. Применение электроактивированной воды в сельском хозяйстве / М.Джурабов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. №11, 1986. - С.51-53.

6. Патент РФ №2371901 С2 A01C 1/06 от 10.11.2009. Способ предпосевной обработки семян.

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А.Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

8. Шатилов И.С. Фотосинтетическая деятельность растений в полевых севооборотах / И.С.Шатилов, А.Г.Замараева, Г.В.Чаповская // Доклад ТСХА, - М. - 1975. - Вып.214. - С.5-9.

9. Васин В.Г. Фотосинтетическая деятельность яровой пшеницы в зависимости от предшественников и уровня интенсивности использования пашни / В.Г.Васин, В.А.Корчагин, Б.Ж.Джангабаев // Достижения технологии в агрономии на рубеже веков. - Самара, 2002. - С.34-36.

10. Тооминг Х.Г. Солнечная радиация и формирование урожая. / Х.Г.Тооминг. - Л.: Гидрометеоиздат, 1997. - 200 с.

Таблица 1 Энергия прорастания, всхожесть и морфологические показатели проростков нута в зависимости от обработки семян Опытная группа Вид обработки семян Энергия прорастания, % Лаборатор
ная всхожесть, % Длина, см Абсолютно сухая биомасса, г ростков корешков 100 ростков 100 корешков 1 Ризоторфин + вода (контроль) 59 61 4,41 5,74 0,40 0,30 2 Ризоторфин + сыворотка 74 76 4,29 4,29 0,62 0,33 3 Ризоторфин + активированная вода 78 82 6,25 8,64 0,67 0,62 4 Ризоторфин + вода + вакуум 66 68 5,50 7,80 0,59 0,51 5 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 83 86 6,96 9,74 0,70 0,69 6 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 86 88 6,49 9,59 0,75 0,64

Таблица 2 Полевая всхожесть, сохранность и выживаемость растений нута при различной обработке семян перед посевом Опытная группа Варианты опыта Количество растений, шт/м² Полевая всхожесть, % Сохранность, % Выживаемость, % при полных всходах перед уборкой 1 Ризоторфин + вода (контроль) 41,0 33,5 45,6 81,7 37,2 2 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 44,5 36,5 49,4 82,0 40,5 3 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 48,5 41,5 53,9 85,6 46,1

Таблица 3 Динамика высоты растений нута в зависимости от предпосевной обработки семян, см Опытная группа Варианты опыта Фазы вегетации растений ветвление бутонизация-цветение образование бобов созревание 1 Ризоторфин + вода (контроль) 14,8 19,7 24,2 26,6 2 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 16,7 22,6 25,7 27,8 3 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 16,8 24,3 27,0 29,5

Таблица 4 Влияние предпосевной обработки семян нута на количество и массу клубеньков в фазу цветения Опытная группа Варианты опыта Количество клубеньков с 1-го растения Масса клубеньков с 1-го растения, г 1 Ризоторфин + вода (контроль) 7,1 0,100 2 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 9,8 0,116 3 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 10,3 0,120

Таблица 5 Площадь листовой поверхности фаз вегетации растений нута при различной обработке семян перед посевом, тыс.м²/ га Опытная группа Варианты опыта Фазы вегетации растений ветвление бутонизация-цветение образование бобов 1 Ризоторфин + вода (контроль) 5,38 11,48 10,84 2 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 8,42 14,24 13,51 3 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 9,32 19,73 17,98

Таблица 6 Абсолютно сухая биомасса растений нута по фазам вегетации при различной обработке семян перед посевом, т с 1 га Опытная группа Варианты опыта Фазы вегетации растений ветвление бутонизация-цветение образование бобов созревание 1 Ризоторфин + вода (контроль) 0,50 1,09 1,24 1,33 2 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 0,57 1,28 1,49 1,58 3 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 0,63 1,58 1,70 1,85

Таблица 7 Основные фотосинтетические показатели растений нута в зависимости от обработок семян перед посевом Варианты опыта Максимальная площадь листьев, тыс.м²/га Фотосинтетичес
кий потенциал, Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м² в сутки Урожайность абсолютно сухой биомассы,
ц/га Урожайность зерна нута, ц/га Ризоторфин + вода (контроль) 11,48 476,60 2,79 13,3 2,5 Ризоторфин + сыворотка + вакуум 14,24 637,36 2,49 15,9 3,6 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 19,73 813,22 2,27 18,5 4,5

Таблица 8 Влияние предпосевной обработки на химический состав зерна нута Вариант Жир, % Фосфор, % Кальций, % Протеин, % Корм. ед. Контроль 4,35 0,35 0,26 20,13 1,25 Ризоторфин + активированная вода + вакуум 4,36 0,38 0,26 23,51 1,46

Изобретение относится к области растениеводства. Способ включает ровное увлажнение семян перед посевом водой, либо молочной сывороткой. Затем наносят ризоторфин в растворе активированной воды с pH 4,2, полученной путем электролиза. Семена обрабатывают в вакуумной среде при давлении 650-680 мм рт.ст. и постоянном перемешивании. Способ позволяет повысить урожайность посевов и улучшить азотное питание. 8 табл., 2 пр.

Способ инокуляции семян нута ризоторфином, включающий ровное увлажнение водой либо молочной сывороткой, отличающийся тем, что ризоторфин наносят в растворе активированной воды с pH 4,2, полученной путем электролиза, а семена обрабатывают в вакуумной среде при давлении 650-680 мм рт.ст. и постоянном перемешивании.