Способ предпосевной обработки семян зерновых культур лазерным облучением Российский патент 2024 года по МПК A01C1/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к предпосевной обработке семян сельскохозяйственных зерновых культур. Способ заключается в последовательном воздействии на семена зерновых культур лазерами излучением трех длин волн 360-365 нм, 637 нм, и 850 нм без отлежки перед посевом. Облучение позволяет увеличить энергию прорастания семян зерновых культур и уменьшить зараженность патогенными организмами. Заявляемый способ лазерной обработки может найти применение при производстве зерновых культур на предприятиях агропромышленного комплекса.

Известен способ предпосевной обработки семян (Патент RU 2286037, МПК А01С 1/00, опубл. 27.10.2006), включающий воздействие излучения лазера с длиной волны 632,8 нм, в котором семена подвергают непрерывной одноцикловой обработке с эффективной дозой и высевают без отлежки перед посевом.

Недостатком известного способа является то, что для облучения используется источник излучения только с одной длиной волны.

Известен способ обработки семян, совмещающий несколько видов излучений «Способ предпосевной обработки семян» (Патент RU 2090031, МПК А01С 1/00, опубл. 20.09.1997), включающий одновременное воздействие на семена излучениями в инфракрасной (ИК) и красной областях спектра, при этом поток излучения в инфракрасной области спектра формируют непрерывно с длиной волны в диапазоне 900-980 нм и с объемной плотностью 1,0-10 Вт/м2, а соотношение плотностей потоков излучения в красной и в инфракрасной областях устанавливают в пределах (5-10): 1 и осуществляют воздействие в течение 60-360 сек.

Недостатком этого способа является то, что не применяется ультрафиолетовое облучение (УФ), которое перспективно для обеззараживания семян зерновых культур.

Наиболее близким аналогом к способу, предложенному в изобретении, является способ предпосевной обработки семян зернобобовых культур (Патент RU 2433584, МПК: А01С 1/00, опубл. 20.11.2011), включающий одновременное воздействие на слой семян несколькими видами излучений. При этом на слой семян толщиной в пределах 1-2 среднего размера зерна одновременно с ИК лазерным излучением с длиной волны 890 нм и уровнем плотности дозы 6-7 Дж/см2 воздействуют импульсным излучением УФ диапазона с длиной волны 255 нм и мощностью 6 Дж/см2, а также импульсным магнитным полем с частотой 1-2 Гц и амплитудой магнитной индукции поля, равной 20 мТл. Воздействие на слой семян осуществляют таким образом, чтобы амплитуды частотно-фазовых модуляций УФ и ИК лазерного излучений изменялись синхронно с амплитудой импульсного магнитного поля во всех временных интервалах. В данном способе используются лазеры из УФ области и ИК области спектра.

Недостатком способа является отсутствие в предложенном способе источника с длиной волны красного спектра, которое приводит к росту урожайности растений.

Задачей изобретения является повышение качества семян зерновых культур посредством применения способа предпосевной обработки семян комплексным лазерным облучением.

Техническим результатом способа является повышение энергии прорастания и снижение зараженности зерновых культур патогенами после предпосевной обработки семян излучениями в УФ и ИК областях спектра, а также лазером в области красного света.

Технический результат достигается тем, что заявляемый способ предпосевной обработки семян зерновых культур лазерным облучением включает последовательное воздействие на слой семян несколькими видами излучений. На слой семян толщиной в пределах 2 средних размеров зерна последовательно воздействуют УФ излучением длиной волны 360 нм, красным излучением с длиной волны 637 нм, а также ИК лазером с длиной волны 850 нм. Промежуток между облучениями разной длины волны не должен превышать 60 секунд.

В предложенном в изобретении способе предпосевной обработки семян высокая всхожесть и энергия прорастания семян зерновых культур достигнута благодаря комплексному применению лазеров трех длин волн 360-365 нм, 637 нм и 850 нм. Первоначально семена обрабатывают УФ (360-365 нм) лазером оптической мощностью 3,0 Вт в течении 30 секунд, что приводит к пагубному влиянию на патогенную микрофлору. Далее осуществляется воздействие лазером с изучением красного спектра (637 нм) оптической мощностью 1,3 Вт в течение 60 сек, что приводит к увеличению энергии прорастания семян. Завершающим этапом обработки является облучение ИК лазером (850 нм) оптической мощностью 1,3 Вт в течение 60 сек, что тоже приводит к увеличению энергии прорастания семян.

Облучаемый материал располагают на расстоянии не более 10 см от лазерного источника.

Высаживание семян, обработанных заявляемым способом, осуществляют непосредственно в почву без периода отлеживания в течение 1-2 суток.

Изобретение поясняется следующими примерами осуществления в лабораторных условиях на семенах яровой пшеницы сорта «Каменка».

Пример 1. Энергия прорастания яровой пшеницы сорта "Каменка" Эффективность предлагаемого способа обработки для повышения энергии прорастания семян определена в ходе лабораторного исследования семян яровой пшеницы сорта «Каменка» в рулонах фильтровальной бумаги по методу, описанному в ГОСТ №12038 - 84. На слой семян толщиной в пределах 2 средних размеров зерна последовательно воздействовали УФ излучением длиной волны 360 нм, красным излучением с длиной волны 637 нм, а также ИК лазером с длиной волны 850 нм. Промежуток между облучениями разной длины волны не превышал 60 секунд. Семена, облученные предлагаемым способом, характеризовались повышенной энергией прорастания (таблица 1). По сравнению с контрольной (необлученной) выборкой семян разница составила 22%.

Пример 2. Всхожесть яровой пшеницы сорта "Каменка"

Влияние обработки семян предлагаемым способом на всхожесть семян определено в ходе лабораторного исследования семян яровой пшеницы сорта «Каменка» в рулонах фильтровальной бумаги по методу, описанному в ГОСТ №12038 84. На слой семян толщиной в пределах 2 средних размеров зерна последовательно воздействовали УФ излучением длиной волны 360 нм, красным излучением с длиной волны 637 нм, а также ИК лазером с длиной волны 850 нм. Промежуток между облучениями разной длины волны не превышал 60 секунд. Семена, облученные предлагаемым способом, не имели существенных отличий по всхожести в сравнении с контрольной (необлученной) выборкой семян (таблица 2). Предлагаемый способ облучения семян при повышении энергии прорастания не оказывал негативного влияния на всхожесть семян. По сравнению с контрольной (необлученной) выборкой семян разница составила 2%.

Пример 3. Сила роста яровой пшеницы сорта "Каменка"

Влияние обработки семян предлагаемым способом на силу роста семян определено в ходе лабораторного исследования семян яровой пшеницы сорта «Каменка» в песке по методу, описанному в ГОСТ №12040-66. На слой семян толщиной в пределах 2 средних размеров зерна последовательно воздействовали УФ излучением длиной волны 360 нм, красным излучением с длиной волны 637 нм, а также ИК лазером с длиной волны 850 нм. Промежуток между облучениями разной длины волны не превышал 60 секунд. Семена, облученные предлагаемым способом, не имели существенных отличий по показателю силы роста в сравнении с контрольной (необлученной) выборкой семян (таблица 3). Предлагаемый способ облучения семян при повышении энергии прорастания не оказывал негативного влияния на силу роста семян. По сравнению с контрольной (необлученной) выборкой семян разница составила менее 2%.

Пример 4. Зараженность зерен яровой пшеницы сорта "Каменка"

Эффективность предлагаемого способа обработки для снижения зараженности семян определена в ходе лабораторного исследования семян яровой пшеницы сорта «Каменка» визуальным и микроскопическим методом, описанным в ГОСТ 12044-93. На слой семян толщиной в пределах 2 средних размеров зерна последовательно воздействовали УФ излучением длиной волны 360 нм, красным излучением с длиной волны 637 нм, а также ИК лазером с длиной волны 850 нм. Промежуток между облучениями разной длины волны не превышал 60 секунд. Семена, облученные предлагаемым способом, характеризовались снижением зараженности наиболее распространенными патогенами (таблица 4). По сравнению с контрольной (необлученной) выборкой семян разница составила 21%.

В лабораторных условиях была разработана и апробирована технология облучения семян зерновых культур, которая повышает энергию прорастания семян на 20%, снижает зараженность на 21% и при этом не оказывает негативного влияния на показатели всхожести и силы роста.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ предпосевной обработки семян зерновых культур лазерным облучением, при котором на слой семян последовательно воздействуют излучением в ультрафиолетовом спектре длиной волны 360-365 нм, в красном спектре - излучением с длиной волны 637 нм, а также инфракрасном спектре - длиной волны 850 нм. Промежуток облучения каждой длиной волны не должен превышать 60 секунд. Изобретение обеспечивает повышение энергии прорастания и снижение зараженности зерновых культур патогенами. 5 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

1. Способ предпосевной обработки семян зерновых культур лазерным облучением, при котором на слой семян последовательно воздействуют излучением в ультрафиолетовом спектре длиной волны 360-365 нм, в красном спектре - излучением с длиной волны 637 нм, а также инфракрасном спектре - длиной волны 850 нм, промежуток облучения каждой длиной волны не должен превышать 60 секунд.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что лазерные источники воздействуют на слой семян, который имеет толщину в пределах 2 средних размеров зерна.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облучения семян в ультрафиолетовом спектре используют лазерное облучение УФ 360-365 нм в течение 30 секунд оптической мощностью 3,0 Вт.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облучения семян изучением красного спектра используют лазер с изучением красного спектра 637 нм в течение 60 секунд оптической мощностью 1,3 Вт.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для облучения семян инфракрасным спектром используют ИК лазер 850 нм в течение 60 секунд оптической мощностью 1,3 Вт.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение семян проводится на расстоянии не более 10 см от источников излучения.