Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу - засухе Российский патент 2025 года по МПК A01N37/06 A01C1/06 A01G7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам повышения посевных качеств и устойчивости к засухе семян озимой пшеницы.

В качестве аналога по действию данного изобретения используют гиббереллин (далее - «ГК») - один из наиболее известных активаторов роста, природный фитогормон, оказывающий положительное воздействие на прорастание семян. Однако гиббереллин - дорогостоящий продукт микробиологического синтеза и малодоступен [Муромцев Г.С. и др. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. - М.: Агропромиздат, 1987. - с. 33-80; Леонова Т.Г., Муромцев Г.С. Гиббереллины в сельском хозяйстве // С.-х. биология, №5, 1991. - с. 154-168; Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В. Избирательное действие химических регуляторов роста на растения. Минск: Наука и техника, 1988. - 253 с.; Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений, №1, 2004. - с. 24-26; Безуглова О.С. Удобрения и стимуляторы роста. Серия «Подворье». Ростов-Дон: Феникс, 2002- 320 с.; Зуева Е.Н. Магист. дис. Роль гиббереллинов в процессах роста и развития растений. - Пенза, 2020. - 61 с.].

Ближайшим к заявляемому техническим решением повышения посевных качеств семян озимой пшеницы является применение композиционного препарата в концентрации 0,01-0,0001 масс. %, представляющего собой смесь янтарной, малеиновой, фумаровой и яблочной кислот, получаемую окислением 5-гидроксиметилфурфурола водным раствором пероксида водорода (далее - «Прототип») [Пат. №2631690 РФ. Опубл. 26.09.2017, Бюл. №27].

Задачей изобретения является совершенствование способов повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и ее устойчивости к водному стрессу (засухе).

Техническим результатом изобретения является улучшение посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу, включающем предпосевную обработку семян рострегулятором, в качестве рострегулятора используют водный раствор композиционного препарата в концентрации 0,01-0,0001 масс. %, получаемого окислением 5-гидроксиметилфурфурола водным раствором пероксида водорода в присутствии пентаоксида ванадия V₂O₅ и содержащего цис-β-формилакриловую кислоту, ее циклическую форму - 5-гидрокси-2(5Н)-фуранон, винную, яблочную, малеиновую и фумаровую кислоты и продукты превращения пентаоксида ванадия.

Заявляемый композиционный препарат может быть получен путем окисления 5-гидроксиметилфурфурола водным раствором пероксида водорода в присутствии пентаоксида ванадия V₂O₅. Использование V₂O₅ приводит не только к ускорению процесса, но и к изменению состава образующихся продуктов окисления, в котором содержатся цис-β-формилакриловая кислота, ее циклическая форма - 5-гидрокси-2(5Н)-фуранон, яблочная, винная, малеиновая и фумаровая кислоты, а также продукты превращения пентаоксида ванадия. В ходе реакции V₂O₅ превращается в соединения ванадия(III), (IV) и (V), в виде которых находится и по окончании реакции.

Таким образом, при окислении 5-гидроксиметилфурфурола в присутствии V₂O₅, в отличие от Прототипа, образуется смесь цис-β-формилакриловой кислоты, 5-гидрокси-2(5Н)-фуранона, винной, яблочной, малеиновой и фумаровой кислот, содержащая также продукты превращения пентаоксида ванадия.

Заявляемый препарат является доступным, поскольку его получают простым в исполнении, экологически чистым и экономичным способом.

Экспериментально установлено, что применение данного препарата оказывает рострегулирующее действие на семена озимой пшеницы и повышает устойчивость ее проростков к водному стрессу (засухе).

Изобретение иллюстрируют нижеследующие примеры.

Пример 1. Повышение посевных качеств семян озимой пшеницы сорта Батько

Рострегулирующую активность препарата изучали на семенах озимой пшеницы сорта Батько модельными методами лабораторного скрининга. В ходе исследований определяли рострегулирующую концентрацию препарата и его влияние на посевные качества семян озимой пшеницы, оцениваемые по длине и массе побеговой и корневой системы проростков.

В качестве аналогов по свойствам использовали ГК в известной для него оптимальной концентрации 0,001 масс. % и Прототип в виде водных растворов с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 масс. %. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов также с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 масс. %. Контрольный опыт проводили в условиях замачивания семян пшеницы в чистой воде.

Семена озимой пшеницы замачивали в водных растворах заявляемого композиционного препарата в течение 18 ч и выкладывали на проращивание в рулоны фильтровальной бумаги. Общая продолжительность проращивания всех образцов составила 7 суток. В каждом образце использовали по 50 шт. семян. О стимулирующей рост концентрации препарата и его рострегулирующей активности судили по совокупности таких показателей, как длина и воздушно-сухая масса проростков. Результаты определения оптимальной концентрации препарата и его влияния на посевные качества семян приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что заявляемый препарат в указанном диапазоне концентраций проявляет свойства регулятора роста, при этом и Прототип, и заявляемый препарат показывают лучшие результаты при их концентрации, равной 0,005 масс. %.

Заявляемый препарат в оптимальной ростстимулирующей концентрации (0,005 масс. %) увеличивает энергию прорастания семян пшеницы на 5%, длину проростков на 29,9%, длину корней проростков - на 33,8% и их массу - на 33,9 и 29,4%, соответственно, в сравнении с контролем. При этом Прототип в такой же оптимальной ростстимулирующей концентрации (0,005 масс.%) оказывает аналогичное положительное влияние на энергию прорастания, на длину и массу корней ростков, как и заявляемый препарат. В то же время длина и масса самих ростков при воздействии заявляемого препарата увеличиваются в заметно меньшей степени по сравнению с действием Прототипа (соответственно на 33 и 15% меньше). Это указывает на более выраженную избирательность действия заявляемого препарата по сравнению с Прототипом, что позволяет говорить о более выраженной антистрессовой активности заявляемого препарата. Это подтверждено результатами эксперимента, приведенными в примере 2.

Пример 2. Влияние заявляемого препарата на устойчивость семян озимой пшеницы сорта Батько к водному стрессу (засухе)

Антистрессовую активность композиционного препарата изучали на семенах озимой пшеницы сорта Батько модельными методами лабораторного скрининга. В качестве аналогов по свойствам использовали гиббереллин в известной для него оптимальной концентрации 0,001 масс. % и Прототип в виде водных растворов с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 масс. %. Заявляемый препарат испытывали в виде водных растворов также с массовой долей 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005 и 0,0001 масс. %. Контрольный опыт проводили в условиях замачивания семян пшеницы в чистой воде.

Семена озимой пшеницы замачивали в водных растворах композиционного препарата в течение 18 ч и выкладывали на проращивание в рулоны фильтровальной бумаги. Через трое суток от начала проращивания проросшие семена каждого образца подвергали подсушиванию в течение 1 ч и затем выкладывали в рулоны фильтровальной бумаги для последующего проращивания. Общая продолжительность проращивания всех образцов составила 7 суток. В каждом образце использовали по 50 шт. семян.

Установлено, что при подсушивании проростков заявляемый препарат повышает их устойчивость к водному стрессу (таблица 2).

При воздействии водного стресса заявляемый препарат в оптимальной стимулирующей рост концентрации (0,005%) увеличивает длину проростков на 37,5%, длину корней проростков - на 23,5% и их массу - на 24,6 и 24,2% соответственно, в сравнении с контролем. При этом заявляемый препарат как антистрессовое средство заметно превышает по полезному действию Прототип (таблица 2).

Таким образом, заявляемый композиционный препарат способствует повышению устойчивости растений к водному стрессу и засухе, улучшает посевные качества семян озимой пшеницы и превосходит аналоги по свойствам и действию по отдельным показателям. Данное техническое решение может найти применение в практике сельского хозяйства для получения более жизнеспособных всходов в засушливых районах.

Таблица 1 - Влияние регуляторов роста на посевные качества семян озимой пшеницы сорта Батько

Вариант Концентрация, % Энергия прорастания, % Длина, см Масса, мг проростка ± к контр. % корня ± к контр. % ростка ± к контр. % корня ± к контр. % Контроль 0,0 91 6,7 - 6,5 - 5,9 - 4,5 - ГК 0,0010 93 8,3 23,5 7,3 12,3 7,1 20,3 4,9 8,9 Заявляемый препарат 0,0100 93 7,2 7,5 6,8 4,6 6,7 13,6 5,2 15,6 0,0050 96 8,7 29,9 8,7 33,8 7,9 33,9 5,9 29,4 0,0010 94 8,1 20,9 8,1 24,6 7,4 25,4 5,5 22,2 0,0005 94 8,2 22,4 8,1 24,6 7,5 27,1 5,4 20,0 0,0001 92 7,1 6,0 7,7 18,5 6,9 16,9 5,1 13,3 Прототип 0,0100 93 8,2 22,4 7,3 12,3 6,9 16,9 5,3 17,8 0,0050 96 9,6 43,3 8,7 33,8 8,2 40,0 5,8 28,9 0,0010 94 9,1 35,8 8,4 29,2 7,3 23,7 5,6 24,4 0,0005 94 8,6 28,4 7,6 16,9 7,1 20,3 5,4 20,0 0,0001 93 7,5 11,9 6,9 6,2 6,5 10,2 5,1 13,3

Таблица 2 - Влияние регуляторов роста на устойчивость проростков озимой пшеницы сорта Батько к засухе

Вариант Концентрация, % Длина, см Масса, мг проростка ± к контр. % корня ± к контр. % ростка ± к контр. % корня ± к контр. % Контроль 0.0 4,8 - 3,4 - 5,7 3,8 ГК 0,0010 5,4 12,5 3,9 14,7 6,1 7,0 4,1 7,9 Заявляемый препарат 0,0100 6,1 27,1 3,8 11,8 6,6 15,8 4,4 15,8 0,0050 6,6 37,5 4,2 23,5 7,1 24,6 4,8 24,2 0,0010 5,9 22,9 3,9 14,7 5,8 1,8 4,1 7,9 0,0005 5,7 18,7 3,9 14,7 6,2 8,8 4,3 13,2 0,0001 4,9 2,1 3,6 5,9 5,9 3,5 3,9 2,6 Прототип 0,0100 5,6 16,7 3,8 11,8 6,2 8,8 4,1 7,9 0,0050 6,4 33,3 4,1 20,6 6,7 17,5 4,7 23,7 0,0010 6,1 27,1 3,9 14,7 6,4 12,3 4,2 10,5 0,0005 5,4 12,5 3,7 8,8 6,1 7,0 3,9 2,6 0,0001 5,3 10,4 3,7 8,8 5,9 3,5 3,9 2,6

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам повышения посевных качеств и устойчивости к водному стрессу семян озимой пшеницы. Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу, включающий предпосевную обработку семян раствором рострегулятора, в качестве которого используют водный раствор композиционного препарата в концентрации 0,01-0,0001 масс. %, содержащего цис-β-формилакриловую кислоту, 5-гидрокси-2(5Н)-фуранон, винную, яблочную, малеиновую и фумаровую кислоты и продукты превращения пентаоксида ванадия. Способ обеспечивает улучшение посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивость проростков к водному стрессу. 2 табл., 2 пр.

Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу, включающий предпосевную обработку семян раствором рострегулятора, отличающийся тем, что в качестве рострегулятора используют водный раствор композиционного препарата в концентрации 0,01-0,0001 масс. %, содержащего цис-β-формилакриловую кислоту, 5-гидрокси-2(5Н)-фуранон, винную, яблочную, малеиновую и фумаровую кислоты и продукты превращения пентаоксида ванадия.