СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ДЛЯ СТИМУЛИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ЗЕЛЕНЫХ ПИГМЕНТОВ Российский патент 2024 года по МПК A01C1/06 

Изобретение относится к способу предпосевной обработки семян химическими средствами, воздействующими на процессы жизнедеятельности растений, и может быть применено в сельском хозяйстве, в частности, в качестве стимулятора образования зеленых пигментов.

Известен способ предпосевной обработки семян [Настольная книга овощевода. Справочник. Под. ред. Е.С.Каратаева. Л., "Агропромиздат", 1989, с. 33, аналог], включающий процесс обработки семян водным раствором янтарной кислоты.

Недостаток известного способа - невысокое содержание общего хлорофилла в растениях, развившихся из обработанных семян.

Усиливающееся загрязнение окружающей среды делает актуальным поиск экологически безопасных способов повышения урожайности и пищевой ценности культивируемых растений.

Известен способ предпосевной обработки семян (Патент РФ № 2399183, прототип) заключающийся в замачивании семян в водном растворе иминодиянтарной кислоты (ИДЯК) в виде водного раствора концентрации 1,5·10^-4 М.

ИДЯК (Брутто формула C₈H₁₁NO₈. Молекулярная масса 249 у.е.) относится к экологически безопасным биологически активным комплексонам, производным янтарной кислоты (Loginova E. S., Nikol'skii V. M., Tolkacheva L. N., Lukґyanova N. I. Synthesis and some properties of complexones, succinic acid derivatives // Russian Chemical Bulletin, 2016, Vol. 65, No. 9, P. 2206-2210, DOI: 10.1007/S11172-016-1569-7). Это объясняется тем, что в условиях природной среды комплексоны, производные янтарной кислоты, не загрязняют природу, т.к. склонны к разрушению растенияи или просто на свету (Smirnova T. I., Khizhnyak S.D., Nikolskiy V. M. et all. Degradation of complexes, derivatives of amber acid, under the action of UV radiation // Russian Journal of Applied Chemistry, 2017, Vol. 90, No. 4, P. 406-411, DOI: 10.1134/S1070427217040024). Более высокая способность ИДЯК повышать содержание зеленых пигментов (хлорофилла а и хлорофилла в) в надземных частях растений по сравнению с янтарной кислотой объясняется наличием в составе ИДЯК 5,62% азота. Азот является одним из главных элементов минерального питания [В. П. Мурыгин, В. А. Попов, С. Л. Елисеев Влияние срока и дозы азотной подкормки на урожайность озимых культур // Пермский аграрный вестник, №3 (15), 2016, С. 53-59]. Это подтверждает мнение основателя отечественной агрохимии Д.Н. Прянишникова, который указывал, что степень обеспечения сельскохозяйственных культур азотом – главное условие, определяющее среднюю величину урожая в различные эпохи [Прянишников Д. Н. Азот в жизни растений и в земледелии СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1945. 197 с.]. Этот тезис продолжает оставаться актуальным и в настоящее время, особенно в зоне бедных органическим веществом дерново-подзолистых почв, где азот был, есть и будет важнейшим элементом питания растений. Все обменные процессы, происходящие в организме растения, от синтеза хлорофилла до усвоения витаминов активизируются благодаря азоту. В результате обработки семян стимулятором, при прорастании формирующаяся корневая система разрастается, что помогает растению усваивать большее количество питательных веществ.

Недостаток способа – прототипа заключается в малом, по сравнению с заявляемым способом стимулирующем эффекте, что определяется меньшим содержанием азота в ИДЯК, до 6% (14:249х100=5,62%).

В заявляемом способе предлагается использовать вместо ИДЯК, другой комплексон, производный янтарной кислоты, N-(карбоксиметил) аспарагиновую кислоту (КМАК, Брутто формула C₆H₉NO₆. Молекулярная масса 191 у.е.), в качестве биологически активного вещества, повышающего содержание зеленых пигментов в растениях, путем предпосевной обработки семян. При практически одинаковой основности аминного азота обоих комплексонов (10,12 у ИДЯК и 9,68 у КМАК), определяющей идентичность комплексообразующих свойств комплексонов (Таблица 1) [Loginova E.S., Nikol’skii V. M. Biodegradable Chelating Agents. Effect of Optical Isomerism on the Physicochemical Characteristics // Russian Journal of Physical Chemistry B, 2017, Vol. 11, No. 4, P. 708-713, DOI: 10.1134/S1990793117040200], содержание азота у КМАК составляет более 7% (14:191х100=7,33%), что на 1,71% выше, чем у ИДЯК.

Способ осуществляется следующим образом.

На технохимических весах готовят навески семян массой ≈ 5 г, переносят в химический стакан, приливают отмеренный с помощью мерного цилиндра 0,2 мМ раствор КМАК объемом 50 мл и оставляют при комнатной температуре 22°С (±1°С) на 24 часа. После этого раствор сливают (декантируют), семена слегка осушают фильтровальной бумагой и высевают в грунт.

Заявленным способом были обработаны образцы семян шпината огородного (Spinacea oleraced), фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris) и яровой пшеницы (Triticum aestivum). Семена были высеяны на делянках опытного поля Тверской государственной сельскохозяйственной академии. Опыт был заложен в двукратной повторности.

Образцы листьев шпината для анализа на содержание зеленых пигментов отбирали через 30 дней после посева, фасоли - на стадии массового цветения, пшеницы - на стадии выхода в колос.

Определение пигментов проводили из ацетоновых вытяжек по стандартным методикам // Практикум по физиологии растений - М., Агропромиздат., 1990 г., с.87 //. Результаты анализов на содержание зеленых пигментов приведены в Табл. 2.

Предлагаемый заявителями способ предпосевной обработки семян раствором КМАК в таком же количестве, как и ИДЯК прототипа (187 мг/кг семян), при практически одинаковой трудоемкости оказывает большее влияние на содержание зеленых пигментов в растениях Табл. 2.

Как свидетельствуют результаты эксперимента, предпосевная обработка семян КМАК обеспечила повышенное содержание хлорофилла в растениях и оказалась по сравнению со способом-прототипом более эффективной для всех трех культур, по причине большего процентного содержания в составе КМАК доступного аммонийного азота (7,33%), в большей степени потребляемого бобовыми растениями.

Изобретение относится к способу предпосевной обработки семян химическими средствами и может быть применено в сельском хозяйстве в качестве стимулятора образования зеленых пигментов. Способ предпосевной обработки семян включает замачивание семян в водном растворе комплексона, производного янтарной кислоты, в качестве которого используют N-(карбоксиметил)аспарагиновой кислоты в виде водного раствора концентрацией 2⋅10^-4 М/л, при комнатной температуре в течение 24 ч, декантацию раствора, осушку семян фильтровальной бумагой. Изобретение позволит повысить содержание хлорофилла в растениях. 2 табл.

Способ предпосевной обработки семян, заключающийся в замачивании семян в водном растворе комплексона, производного янтарной кислоты, при комнатной температуре в течение 24 ч, декантации раствора и осушке фильтровальной бумагой, отличающийся тем, что в качестве комплексона, производного янтарной кислоты, используют N-(карбоксиметил)аспарагиновую кислоту в виде водного раствора концентрацией 2⋅10^-4 М/л.