Состав экологически чистой рецептуры, способствующей прорастанию семян льна и предотвращающей их слипание Российский патент 2024 года по МПК A01C1/06 A01C1/00 

Изобретение включает рецептуру, предназначенную для обработки семян льна с целью повышения энергии прорастания и предотвращения их слипания после обработки, которое обычно существенно усложняет дальнейшую работу с посевным материалом. Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно: к способу получения нового рецептурного экологически чистого состава, состоящего из полимера и стимулятора роста, а также к способу применения новой рецептуры для предпосевной стимулирующей обработки семян льна путем нанесения предлагаемого состава на посевной материал для предотвращения слипания семян и получения более высоких показателей всхожести.

Известно, что слизь из семян льна образуется во вторичной клеточной стенке эпидермальных клеток оболочки семян и способствует их распространению животными, адгезии с почвой, привлечению почвенных микроорганизмов в ризосфере, а также используется в питании проростка /Пороховинова Е.А., Павлов А.В., Брач Н.Б., Морван Н. Углеводный состав слизи из семян льна и его связь с морфологическими признаками. Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. №1. С. 161-171. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.1.161.rus/. После увлажнения семян льна при их предпосевной обработке выделяется слизь и семена слипаются, что осложняет и замедляет процесс предпосевной подготовки семенного материала.

В статье /Толмачева Т.А., Типсина Н.Н., Белопухов С.Л. Влияние СВЧ-режимов на процесс прорастания семян льна-долгунца, используемых для обогащения продуктов. Хлебопродукты. 2003. №2, с. 48-53/ приведены результаты исследований по применению воздействия СВЧ-режимов, оказывающих обеззараживающий эффект на семена льна-долгунца при проращивании, а также положительное влияние на предохранение семян от плесени. СВЧ-обработка требует применения сложного оборудования, не позволяющего работать с большими объемами семян.

Еще одним примером использования СВЧ-излучения в сельском хозяйстве является способ СВЧ-обработки семян (RU 2344590 С2), который включает низкоинтенсивное СВЧ-воздействие на семена растений в диапазоне 10^-8-10^-10 Вт/м² при частоте излучения 2400-2580 МГц, позволяющий повысить всхожесть и энергию прорастания семян. Недостаток способа - длительная обработка семян: от 6 до 12 часов.

Установлено влияние хитозанового препарата, полученного из некондиционных цист artemia sp., на энергию прорастания семян льна-долгунца /Морозова Е.А., Верещагин А.Л. Влияние хитозанового препарата, полученного из некондиционных цист artemia sp.на энергию прорастания семян льна-долгунца. III Международная научно-практическая конференция "Аграрная наука - сельскому хозяйству. Барнаул, 12-13 марта 2008 г. Сборник статей. Том 1. С. 372-373/. Препарат оказывает ростостимулирующее действие, однако является чрезвычайно дорогим и непригоден для широкого внедрения, а также не предотвращает слипание семян.

Предложен способ предпосевной обработки семян льна /RU 2745375 С1/, включающий электрофизическое воздействие на семена инфракрасным излучением, а также дражирование. Обработку осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют воздействие на семена льна импульсным инфракрасным излучением длиной волны 3-4 мкм с экспозицией 1-2 секунды и изменением температуры до 36-42°С, на втором - дражирование, где используются семена льна: перлит: биогумус в соотношении 1:1:1,5, что позволяет повысить всхожесть и энергию прорастания. Недостатком способа является его сложность и многоэтапность.

Определена ростостимулирующая активность по отношению к семенам льна флавоноидов экстрактов почек тополя /Мещанова А.Г., Вызова Ю.С. и др. Ростостимулирующая активность флавоноидов экстрактов почек тополя бальзамического populus balsamifera. Химия растительного сырья. 2022. №4. С. 269-276/. Экстракт почек тополя является стимулятором роста растений благодаря наличию в составе насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, липидов, фенольных и полифенольных соединений, аминокислот, эфирных масел, витаминов, что обеспечивает стабильное ростостимулирующее действие и высокую семенную продуктивность льна. Способ получения экстракта включает использование почек тополя бальзамического, высушивание на воздухе, измельчение, экстракцию 90% этанолом в аппарате Сокслета, фильтрацию и упаривание до получения целевого продукта. Недостатками способа являются: сложная методика получения экстракта, дефицитность сырьевой базы, невозможность широкомасштабного использования, невозможность предотвращения слипания при обработке семян льна.

Наиболее близким аналогом, который предлагается принять за прототип, является способ выращивания льна-долгунца /RU 2425481 С1/, позволяющий повысить урожайность семян и соломки льна-долгунца. Способ включает предпосевную обработку семян средством, содержащим 10-13% борной кислоты и 0,005-0,0005% гуминового стимулятора роста растений, полученного щелочным гидролизом низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода. К недостаткам способа относится многокомпонентность состава для обработки семян льна, возможность слипания семян после обработки, а также многоэтапность подготовки, что удорожает и усложняет работу с посевным материалом.

Целью настоящего изобретения является разработка рецептурного состава и способа его применения для предпосевной стимулирующей обработки семян льна, предотвращающей слипание семян и получения более высоких показателей всхожести.

Для достижения цели изобретения предлагается использовать для проращивания семян льна рецептуру, стимулирующую процессы прорастания семян на основе экологически чистого пероксида водорода природной концентрации как стимулятора роста и развития растений и образующую биодеградируемую полимерную пленку природного происхождения на семенах, не пропускающую слизь наружу и тем самым предотвращающую слипание семян после их обработки.

В состав рецептуры входят следующие компоненты:

экологически чистый водный раствор пероксида водорода природной концентрации от 2,94×10^-6 до 82×10^-6 М;

1,5-2,5% водный раствор природного биодеградируемого полимера, в частности, инулина;

вода как растворитель, в частности, деионизированная по ГОСТ Р 52501-2005 или дистиллированная по ГОСТ Р 58144-2018.

Использовали «устройство получения экологически чистого раствора пероксида водорода для стимуляции роста и развития растений» (RU 2773011 С1), который не содержал каких-либо стабилизаторов и других примесей. Концентрацию водного раствора пероксида водорода определяли методом йодометрии /Лобанов А.В., Рубцова Н.А., Комиссаров Г.Г. Фотокаталитическая активность хлорофилла в образовании пероксида водорода в воде. Доклады Академии наук. 2008. Т. 421. №6, с. 773-776/.

Минимальный уровень концентрации экологически чистого водного раствора пероксида водорода, получаемой для стимуляции роста и развития растений, соответствует концентрации водного растворов пероксида водорода для биологически полноценной природной воды по Межгосударственному стандарту ГОСТ 32460-2013, а именно: 2,94×10^-6.

Максимальный уровень концентрации экологически чистого водного раствора пероксида водорода, получаемой для стимуляции роста и развития растений, соответствует самой высокой концентрации пероксида водорода, зарегистрированной в дождевой воде на Земле в районе Мексиканского залива -82×10^-6 М /Cooper W.J., Saltzman E.S., Zika R.G. The contribution of rainwater to variability in surface ocean hydrogen peroxide // Journal of Geophysical Research. 1987. V. 92. P. 2970-2980. doi:10/1029/JC092iC03p02970/. Для примера, под Москвой, в целом за период с 1874 по 1894 гг.обнаружено, что содержание Н₂О₂ «въ дождевой 0,4-1 мгр. на 1 литръ» /цит.по Энциклопедическому словарю Ф.А. Брокгауза, И.А. Эфрона, статья «Перекись водорода». - СПб., 1898. - Том XXIII. - С. 215/, или 11,8×10^-6-29,4×10^-6М.

В качестве природного полимера использовали инулин - порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, представляющий из себя полимер D-фруктозы. Инулин выделен из корней топинамбура по методике, изложенной в RU 2485958 С1, с модификацией, основанной на кавитационной обработке сырья в роторно-пульсационном аппарате.

Формула инулина:

Вода деионизированная использовалась в качестве растворителя при приготовлении рецептуры для получения состава заданной концентрации.

Вариант рецептуры без пероксида водорода:

1,5-2,5% раствор природного биодеградируемого полимера на основе инулина;

вода как растворитель, в частности, денонсированная по ГОСТ Р 52501-2005 или дистиллированная по ГОСТ Р 58144-2018 - до 100%.

Рецептура для обработки семян готовилась путем смешения заданных количеств компонентов с последующим тщательным перемешиванием до получения однородного прозрачного состава, не содержащего каких-либо примесей.

В экспериментах использовали семена льна-долгунца сорта Универсал урожая 2020 года. Перед проведением экспериментов семена льна сортировали с отбраковкой некондиционных (с поврежденной поверхностью).

При проведении экспериментов во всех группах применяли следующее соотношение: к 100 г сухих семян добавляли 50 мл рецептуры (опытные группы) или деионизированной воды (контрольная группа). Проводили полусухую обработку семя: полученную смесь семян и рецептуры или деионизированной воды тщательно перемешивали шпателем до равномерного смачивания всей поверхности семян и получения однородной массы в течение не менее 1 минуты. Затем просушивали на открытом поддоне при температуре 19-20°С в течение не менее 60 минут до полного высыхания (устанавливается визуальным контролем) и образования сыпучего состояния семенного материала.

Подготовленные к проращиванию семена выдерживали 1 сутки при комнатной температуре. Из семян формировали группы по 100 штук в каждой. Каждую партию в отдельности раскладывали на увлажненные водой материю фильтры в чашки Петри и помещали в термостат при температуре +20°С для проращивания.

Учет проросших семян проводили на 2, 3 и 4 сутки. Проросшими считали семена льна с длиной корня больше или равной 0,5 см.

Примеры предпосевной обработки семян льна предлагаемым составом и способом представлены ниже.

Пример 1.

В опытной группе семена льна-долгунца сорта Универсал обработаны по описанному выше способу составом, состоящим из экологически чистого раствора пероксида водорода с концентрацией 50×10^-6 М, 2% раствора инулина; в качестве растворителя использовали деионизированную воду.

В контрольной группе использовали только деионизированную воду.

Результаты представлены в таблице 1.

Представленные результаты показывают, что после обработки семян льна составом, состоящим из экологически чистого раствора пероксида водорода с концентрацией 50×10^-6 М, 2% раствора инулина, слипание семян отсутствует, а процент проросших семян увеличивается на 14% по сравнению с контролем.

Пример 2.

В опытной группе семена льна-долгунца сорта Универсал обработаны по описанному выше способу составом, состоящим из экологически чистого раствора пероксида водорода с концентрацией 5×10^-6 М, 2% раствора инулина; в качестве растворителя использовали деионизированную воду.

В контрольной группе использовали только деионизированную воду.

Результаты представлены в таблице 2.

Представленные результаты показывают, что после обработки семян льна составом, состоящим из экологически чистого раствора пероксида водорода с концентрацией 5×10^-6 М, 2% раствора инулина, слипание семян отсутствует, а процент проросших семян увеличивается на 30% по сравнению с контролем.

Пример 3.

В опытной группе семена льна-долгунца сорта Универсал обработаны по описанному выше способу составом, состоящим только из 2% раствора инулина без пероксида водорода; в качестве растворителя использовали деионизированную воду.

В контрольной группе использовали только деионизированную воду.

Результаты представлены в таблице 3.

Представленные результаты показывают, что после обработки семян льна составом, состоящим только из 2% раствора инулина без присутствия пероксида водорода, слипание семян отсутствует, а процент проросших семян практически ничем не отличается от контроля.

Таким образом, разработана новая рецептура и способ ее применения для обеспечения стимулирующего прорастания семян льна и предотвращения их слипания.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав для предпосевной стимулирующей обработки семян льна характеризуется тем, что состоит из: экологически чистого водного раствора пероксида водорода природной концентрации от 2,94*10^-6 до 82*10^-6 М, 1,5-2,5% водного раствора природного биодеградируемого полимера - инулина, воды в качестве растворителя. Изобретение позволяет предотвратить слипание семян и получить высокие показатели всхожести. 3 табл., 3 пр.

Состав для предпосевной стимулирующей обработки семян льна, характеризующийся тем, что состоит из: экологически чистого водного раствора пероксида водорода природной концентрации от 2,94*10^-6 до 82*10^-6 М, 1,5-2,5% водного раствора природного биодеградируемого полимера - инулина, воды в качестве растворителя.