Способ стимуляции роста семян амаранта для гидропонного проращивания Российский патент 2023 года по МПК A01C1/00 A01G31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к обработке семян, в частности к способу стимуляции роста семян растений, выращиваемых гидропонным методом.

Известен способ стимуляции роста семян, в котором семена ярового ячменя (сорт Прерия), семена озимой пшеницы (сорт Житница), сорт рапса (сорт Ратник) и семена рыжика замачивали в течение 3-х часов в растворе анолита и католита, полученные в усовершенствованном электролизере-активаторе непроточного аппарата типа «МЕЛЕСТА». В электролизер загружали 330 мл раствора 0,5 г/л KCl в анодную камеру и 660 мл - в катодную камеру. Проводили ЭХА при силе тока 0,5-0,6 А, напряжении 42 В в течение 28 мин. С раствором 2 г/л H₂SO₄ ЭХА проводили с силой тока 1,1-1,2 А, напряжением 41 В в течение 20 мин. Характеристики католита с добавлением 0,5 г/л KCl: рН 11,6, ОВП -900 мВ. Характеристики католита с добавлением 2 г/л H₂SO₄: рН 12,0, ОВП -925 мВ. Энергию прорастания определяют на 3-й день, а всхожесть - на 7-й день проращивания (патент РФ №2553238 «Способ стимуляции проращивания семян сельскохозяйственных культур», кл. А01С 1/00, 2005 г. - аналог).

Известны способы обработки семян амаранта раствором анолита с разными числовыми значениями рН, ОВП и различной продолжительности проращивания. Имеющиеся способы используются с целью обеззараживания семян в кормовых целях (патент РФ №2614592 С1, 2616824 С1, 2622155 С1 и 2622156 С1).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ, который заключается в том, что семена озимой пшеницы замачивают в растворе католита, полученного в диафрагменном электролизере-активаторе на установке СТЭЛ-МТ-1. Характеристика католита: рН=10,5-11,5 и ОВП -210…-800 мВ, при силе тока 0,50-0,55 А, скорости протока 3,5-4,3 л/ч. Проращивание выполняют на влажной фильтровальной бумаге при комнатной температуре согласно ГОСТ 12038-84. При этом определяют энергию прорастания (на 3-й день проращивания), всхожесть (на 7-й день), среднюю длину стеблей и корней (на 7-й день) (патент РФ №2263432 «Способ предпосевной обработки семян зерновых культур», кл. А01C 1/00, 2015 г. - прототип).

К недостаткам данного способа относится отсутствие возможности его использования для мелкосемянных культур.

Техническим результатом является обеспечение возможности стимулирования роста мелкосемянных культур в гидропонных условиях.

Технический результат достигается тем, что в способе стимуляции семян амаранта, включающий обработку семян раствором католитом, полученного с использованием диафрагменного электролизера, отличающийся тем, что семена амаранта замачивают в католите с рН=9,9±0,3, окислительно-восстановительным потенциалом -777,5±17,5 мВ из водопроводной воды с рН=7,0±0,2 и окислительно-восстановительным потенциалом +409,5±162,5 мВ, полученного с помощью проточного диафрагменного электролизера с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А в течении 40 минут при соотношении семян амаранта к католиту 1:2.

Новизна заявляемого способа обработки семян амаранта состоит в возможности стимуляции роста семян за счет применения католита с рН=9,9±0,3, ОВП -777,5±17,5 мВ из водопроводной воды с рН=7,0±0,2, ОВП +409,5±162,5 мВ, полученного с помощью проточного диафрагменного электролизера с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А в течение 40 минут при соотношении семян к католиту 1:2.

Увеличение межэлектродного пространства более 8 мм приводит к увеличению сопротивления воды, что повысит расход подаваемого тока на нагрев электролита, снизит скорость химических реакций протекающих на поверхности электродов, что в итоге приводит к падению его производительности относительно pH получаемых растворов.

Снижение межэлектродного пространства менее 8 мм приводит к увеличению вероятности забивания анодной и катодной камер диафрагменного электролизера солями и выходу его из строя.

При силе тока менее 10 А происходит недостаточное восстановление (ощелачивание) католита до необходимой величины и при этом его адсорбционно-химическая активность снижается. При силе тока более 10 А происходит избыточное восстановление (ощелачивание) католита до необходимой величины, за счет которого часть энергозатрат будет расходоваться на нагрев раствора, что увеличит расход тока и уменьшит скорость увеличения pH.

При ОВП католита ниже -777,5 мВ получаются низкие значения энергии прорастания и всхожести, а при ОВП выше -777,5 мВ - происходит незначительное увеличение значения энергии прорастания и всхожести, что приведет к высоким материальным и трудозатратам, поэтому оптимальным для католита является ОВП -777,5 мВ.

При pH католита меньше 9,9 получаются низкие значения энергии прорастания и всхожести. При pH больше 9,9 происходит снижение активности ферментов во время проращивания семян, так как ферменты наиболее активны в щелочной среде с pH от 8,6 до 10,1, поэтому наиболее оптимальное значение рН=9,9.

При обработке семян менее 40 минут происходит недостаточный стимулирующий эффект. При увеличении времени обработки семян амаранта до 60 минут стимулирующий эффект католита снижается.

Заявлено оптимальное соотношение семян к католиту, равное 1:2. При большем соотношении семян к католиту насыщение эндосперма семян амаранта влагой будет недостаточным, что замедлит процесс проращивания, а при меньшем - происходит недостаточная активация ферментов и нарушается водный баланс, что также снизит скорость проращивания.

Пример осуществления способа

Опыты проводились в 3-х повторностях. Для подтверждения эффективности способа используют семяна амаранта сорта Воронежский, выращенные в Курской области. 100 семян помещают в один слой в невысокий пластиковый контейнер без субстрата, заливая католитом, полученным проточным диафрагменным электролизером из водопроводной воды с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А в соотношении семян амаранта к католиту 1:2 на 40 минут.

Спустя 40 минут католит аккуратно сливают, после чего проводят проращивание: 100 семян раскладывают на чашки Петри, застланные смоченной фильтровальной бумагой при температуре окружающей среды 25°С и фотопериодом в течение 14 ч с периодическим орошением водопроводной водой в течение 5 суток.

В таблице 1 представлены данные исследуемого католита при различной силе тока.

Из выше представленных данных следует, что при увеличении силы тока значение рН и минерализация раствора католита увеличивались, а значение ОВП снижалось, что свидетельствовало о его наиболее эффективных стимулирующих свойствах.

Энергию прорастания определяли через 3 суток, всхожесть - через 5 суток, длину корней и ростков также определяли на 5 сутки (по ГОСТ 12038-84 и ГОСТ 28636-90).

Результаты отражены в таблице 2.

Наилучшим вариантом оказалась обработка католитом 10 А в течение 40 минут, так как достигалась максимальная энергия прорастания на уровне 92,5% (по сравнению с контролем 74,3%), всхожесть 96,2% (по сравнению с контролем 82,1%), длина ростков 31,8 (по сравнению с контролем 10,5 мм) и длина корней 22,5 мм (по сравнению с контролем 19,3 мм). Поэтому были определены сравнительные данные католита, полученного через проточный диафрагменный электролизер с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А с данными водопроводной воды.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать устойчивый стимулирующий эффект при обработке семян амаранта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к обработке семян, в частности к способу стимуляции роста семян растений, выращиваемых гидропонным методом. Способ включает обработку семян раствором католита, полученного с использованием диафрагменного электролизера. Семена амаранта замачивают в католите с рН=9,9±0,3, окислительно-восстановительным потенциалом – 777,5±17,5 мВ из водопроводной воды с рН=7,0±0,2 и окислительно-восстановительным потенциалом +409,5±162,5 мВ, полученном с помощью проточного диафрагменного электролизера с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А в течение 40 минут, при соотношении семян амаранта и католита 1:2. Способ обеспечивает возможность стимулирования роста мелкосемянных культур в гидропонных условиях. 2 табл., 1 пр.

Способ стимуляции семян амаранта, включающий обработку семян раствором католита, полученного с использованием диафрагменного электролизера, отличающийся тем, что семена амаранта замачивают в католите с рН=9,9±0,3, окислительно-восстановительным потенциалом – 777,5±17,5 мВ из водопроводной воды с рН=7,0±0,2 и окислительно-восстановительным потенциалом +409,5±162,5 мВ, полученном с помощью проточного диафрагменного электролизера с межэлектродным пространством 8 мм при силе тока 10 А в течение 40 минут, при соотношении семян амаранта и католита 1:2.