Способ отбора живых семян сахарной свеклы Советский патент 1992 года по МПК A01C1/00 

нртаг лив ючяяв 1

(21)4202465/15

(22) 29.04.87

(31) ShO 61-241100

(32)09.10.86

/33) JP

(46)23.12.92. Бюл. №47

(71) Ниппон Кайся (JP)

(72)ЮкйоСасаки Р)

(56)АвтЬрское свидетельство СССР № 1431703, кл. А 01 С 1/00, 1985.

(54) СПОСОБ ОТБОРА ЖИВЫХ СЕМЯН САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

(57)Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в свекловодстве для отбора живых семян. Целью изобретения является повышение эффективности отбора. Поставленная цель достигается двухэтапным увлажнением семян п высушиванием. На первом этапе высушивание ведут до первоначальной влажности После повторного замачивания, которое осуществляют при куммулятивной температуре 40-80°С, проводят механическое выделение семян путем вибрации. Далее семена визуально сортируют по цвету. 2 ил., 7 табл. 3 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для отбора живых семян (семян, способных к прорастанию) сахарной свеклы из смеси их с мертвыми семенами (семенами неспособными к прорастанию), способствующего тем самым повышению степени прорастания посеянных семян.

Целью изобретения является повышение эффективности отбора.

Фиг. 1 и 2 иллюстрируют предлагаемый способ.

На фиг. 1 цифрой 1 показана кривая прорастания, когда живое семя погружается в воду при темпера-: уре 10°С цифрой 2 показана кривая прорастания, когда живое семя погружается в воду при температуре 25°С; и цифрой 3 показана криваь прорастания, когда мертвое семя погружается в воду при температуре 25°С.

Как видно из данного рисунка, быстрое поглощение воды наблюдается в течение двух дней после начала испытаний, кривые

1 и 2 (живые семена), и эта тенденция продолжает наблюдаться до тех пор, пока поглощение воды: определяемое нижеследующей формулой, не достигнет примерно 60%:

Х100

ОС

о:

Такое первоначальное быстрое поглощение воды называется первым этапом поглощения воды (этапом А). Когда степень поглощения воды превышает примерно 60%. то наступает этап медленного поглощения воды, который называется вторым этапом поглощения воды (этапом В). За этим этапом следует второе быстрое поглощение воды, называемое третьим этапом поглощения воды (этапом С). Как показано на кривой 3 (мертвые семена), в противоположность указанному выше, поглощение воX

ды прогрессирует с определенной скоростью в течение первых двух дней, а затем устанавливается равновесие, показывающее, что нет никакой тенденции к дальнейшему поглощению воды, при этом конечная степень поглощения составляет максимум 40%. Отсюда ясно, что существует явное различие в поглощении воды между живыми и мертвыми семенами. Кроме того, скорость поглощения воды в случае живых семян зависит от температуры обработки, и время, требуемое для достижения заданной степени поглощения, меньше в случае более высоких температур обработки.

Отметки на кривых 1 и 2 на чертеже соответствуют этапам прорастания, показанным на рисунке 2; отметка 4 соответствует этапу 1, отметка 5 соответствует этапу 2, отметка 6 соответствует этапу 3 и отметка 7 соответствует этапу 4. На фиг. 2 показана также форма плода и процент поврежденных зародышевых корешков в каждом этапе прорастания. Как можно видеть из данного рисунка, не происходит никакого изменения состояния в этапе прорастания 1, и в этапе 2 между наружной оболочкой 8 и семенным мешочком 9 образуется промежуточная перегородка 10, что приводит в результате к готовности семенного мешочка к высвобождению. Таким образом, наилучшим промежутком времени для обработки, обеспечивающей высвобождение семенного мешочка, является 2 этап прорастания. При достижении этапа 3 прорастания семенной мешочек 9 все еще находится в состоянии готовности к высвобождению, но в то же время зародышевые корешки 11 выходят за пределы наружной оболочки 8 и могут быть повреждены (см. фиг. 2), если отбор семян осуществляется именно на этом этапе. Ясно, что этап 4, в котором происходит дальнейшее прорастание, также непригоден для обработки, приводящей к высвобождению семенного мешочка.

В этапе прорастания 2 осуществляется воздействие механических вибраций на плоде целью высвобождения семенных мешочков, и семена освобождаются от мешочков и затем отбираются от тех семян, которые остались с семенными мешочками. Высвобождение семенного мешочка может обнажить красновато-коричневую семенную кожуру, покрывающую семя, которое можно легко отличить от наружной оболочки по цвету. Таким образом, живые семена могут быть отсортированы от мертвых семян визуально или с помощью приборов на основе различия длины волны. В этом случае перед обработкой оболочка может быть высушена или обесцвечена для того чтобы

различие цвета было более явным. Кроме того, отбор может быть осуществлен по различию удельного веса, являющемуся результатом высвобождения семенного

мешочка, если подвергаемые обработке частицы плода однородны по весу.

Дополнительной иллюстрацией данного изобретения являются проведенные эксперименты. Данные в табл. 1 показывают

связь между кумулятивной температурой и степенью высвобождения семенного мешочка, вызванного механическими вибрациями, когда плод сахарной свеклы располагается на бумажном листе, пропитайном водой при различных темпера урах, при этом кумулятивная температура, ТС(°С) является величиной, рассчитанной по температуре обработки, Tt(°C) и по времени обработки t (ч), следующим образом:

т - Tt Xt Тс24

Степень высвобождения семенного мешочка (%) является величиной, при которой конечное число плодов, освобожденных от семенного мешочка (при каждой температуре обработки), принимается за 100%.

Как видно из табл. 1, плод с высвобожденными семенными мешочками наблюдается при температуре обработки 10°С и выше, и чем выше температура обработки, тем больше число плодов, от которых были высвобождены семенные мешочки при одинаковой кумулятивной температуре. Однако, данные приведенные в этой таблице, включают тот плод, в котором прорастание происходило слишком интенсивно и зародышевые корешки уже были вытянуты, и

такие частицы плода должны быть исключены из отбора. Следовательно, вымоченные водой частицы плода, полученные при тех же условиях, что указаны выше, исследуются на распределении в указанных четырех

этапах прорастания. Результаты суммированы в табл. 2.

Данные, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что при одинаковой кумулятивной температуре более высокая

температура ускоряет рост зародышевых корешков и кроме того,приводит к неравномерному прорастанию, увеличивая таким образом процент плодов, в которых зародышевые корешки выходят из оболочки при

высвобождении семенных мешочков. Та же тенденция наблюдается также при более низких температурах обработки, если кумулятивная температура достаточно высока. Таким образом, диапазон температурных

условий является очень узким для достижения благоприятного состояний в этапе 2 прорастания, что позволяет осуществлять эффективное высвобождение за счет воздействия механических вибраций.

Изобретение разрешает указанные трудности. Согласно способу данного изобретения смесь живых и мертвых семян сахарной свеклы погружается в воду (первый этап поглощения воды), вымоченные семена удаляются из воды и высушиваются до содержания влаги близкому к содержанию влаги до обработки с тем, чтобы снизить водопоглощающую активность семян, и высушенные семена снова поглощают воДу в атмосфере высокой влажности. Таким образом может быть значительно улучшено со: стояние прорастания после вторичного поглощения воды.

Семена сахарной свеклы, взятые из той же партии, что использована в экспериментах, отраженных в табл. 20 погружались в воду с температурой 8°С (первый этап поглощения воды), вымоченные семена высушивались при 30°С в течение 48 ч до степени поглощения воды примерно 5%, и полученные таким образом высушенные семена выдерживались при комнатной температуре в течение 14 дней и обрабатывались на пропитанных водой листах фильтровальной бумаги при тех же условиях, что и в экспериментах, отраженных в табл. 1 и 2. Результаты представлены в табл. 3; они показывают значительное улучшение по сравнению с данными табл. 2. Если говорить более конкретно, то в данном случае время, необходимое для достижения этапа 2 прорастания, меньше при той же самой температуре обработки; время, необходимое для достижения этапа 3 обработки, больше при температуре обработки вплоть до 15°С, и несколько меньше при 20°С или выше; и время, необходимое для достижения этапа 4 прорастания, больше при любых температурах обработки. Такое сопоставление данных табл. 2 и 3 приводится в табл. 4, где ясно показано улучшенное прорастаниеТ До - стигаемое в результате предварительной обработки (первичное поглощение воды с последующей сушкой).

Как ясно из вышеизложенного/может быть достигнуто значительное улучшение перехода вымоченных семян в этапы прорастания, если смесь живых и мертвых семян погрузить в воду (первый этап поглощения воды), вымоченные семена извлечь из воды и высушить до содержания влаги близкому к содержанию до обработки с целью снижения водопоглощающей активности семян, и высушенные семена снова подверга ть вымачиванию для начала прорастания. Число семян, находящихся в этапе прорастания 2, достигает 93% при температуре обработки 5°С и кумулятивной температуре 80°С. При более высоких температурах (температура обработки: 35°С; кумулятивная температура: 40°С)число семян, находящихся в этапах прорастания 2 и 3, достигает соответственно 85% и 13%, причем в этапе прорастания

4 семена отсутствуют. Поскольку все еще существует некоторое различие в скорости роста между отдельными семенами, то в некоторых стадиях необходимо восстанавливать свободные от мешочков семена в

соответствии с подходящими диапазонами кумулятивной температуры при заданной температуре обработки. Типичный пример таких повторяемых операций восстановления дается в нижеследующей табл. 5.

Для эффективного получения однородных семян готовых для высвобождения семенных мешочков, предпочтителен диапазон температуры примерно 5-40°С. и предпочтительное время погружения, выраженное как кумулятивная температура, находится в интервале температуры 2-20°С. Конечная операция вымачивания, осуществляемая для индуцирования прорастания, происходит при температуре

обработки 5-35°С в течение периода времени 2-20°С, выраженного как кумулятивная температура, в связи с чем семенные мешочки достигают состояние готовности к высвобождению из наружной оболочки, и

зародышевые корешки не выступают за оболочку. Условие влажности в ходе этой операции находится в пределах от 70 до 100%. Для высвобождения семенных мешочков не существует никаких специальных

ограничений типа механических вибраций Так, например, вполне удовлетворительные результаты могут быть получены при работе вибрационного сита в течение 30-120 с при амплитуде 100-300 мм.

Плод, обработанный и отобранный согласно способу данного изобретения, может высеиваться сразу же или же может храниться после его сушки.

В ходе эксперимента осуществлялась

предварительная обработка при температуpax, показанных в табл. 3 (кумулятивная температура: 40°С), осуществлялось воздействие механических вибраций для высвобождения семенных мешочков, частицы

плода, освобожденные от семенных мешочков, высушивались в сушилке горячим воздухом в течение 24 часов (30°С; относительная влажность от 0 до 20%, скорость потока горячего воздуха 0,3 м/сек), высушенный плод помещался на пропитанные водой листы фильтровальной бумаги при температуре 20°С на пять дней, и каждую часть плода анализировали на живые или мертвые семена по наличию или отсутствию выращенных зародышевых корешков и зародышей. Результаты суммированы в табл. 6.

Как видно из табл, 6, высокие степени высвобождения семенных мешков достигаются при кумулятивной температуре 40°С (за исключением температуры обработки 5°С), при этом не обнаруживается поврежденных семян при температурах обработки 25°С и ниже. Показано также, что почти все высушенные семена обычно прорастают. Сушка горячим воздухом может быть заменена процессом грануляции с использованием каолина и других веществ в качестве покрывающего соединения, которые облегчают работу сеялки, не оказывая при этом нежелательного влияния на прорастание.

Как ясно из вышесказанного, способ, отвечающий данному изобретению, позволяет легко отличить живые семена сахарной свеклы от мертвых семян на основе высвобождения семенного мешочка, что обеспечивает высокую точность отбора живых семян без необходимости использования сложного современного оборудования.

Семена сахарной свеклы, отобранные согласно способу данного изобретения, прорастают без повреждения при высевании их как таковых или с использованием бумажных трубок (способа ПЭЙПЕРПОТ). При этом обеспечивается значительно более высокая эффективность выращивания сахарной свеклы.

Изобретение дополнительно иллюстрируется нижеследующими примерами,

Пример 1.8 качестве аппаратуры для вымачивания семян использовали стеклянный сосуд размерами 400 мм х 400 мм х 600 мм, содержащий 9 литров воды (с температурой 10°С). пять тысяч частиц плода сахарной свеклы разновидности Кавамегамоно (Kawamegamono) погружали в воду сроком на 4 ч, дегидратировали посредством центробежного обезвоживающего аппарата и высушивали в сушилке с использованием горячего воздуха в течение 24 часов (30°С; скорость потока горячего воздуха 0,3 м/с). Сухой плод выдерживался при котина тной температуре в течение 14 дней, после чего он подвергался вымачиванию с целью прорастания семян.

Фильтровальную бумагу № 1 (фильтровальная бумага Тойо) укладывали на дне закрытой емкости из нержавеющей стали (размерами 600 мм х 600 мм х 50 мм) и

насыщали водой путем ввода 85 мл воды (с температурой 20°С). На эту фильтровальную бумагу укладывали 5000 частиц сухого плода, полученных как указано выше, при температуре 10°С и относительной влажности 100% сроком на 96 ч (что соответствует кумулятивной температуре 40°С). Обработанный таким путем плод затем извлекали из емкости и подвергали воздействию механи0 ческих вибраций на вибрационном сите в течение одной минуты (амплитуда: 250 мм, частота: 60 циклов/мин). Семенные мешочки, высвобожденные от плода, затем удалялись посредством 2-миллимитрового сита

5 на сортировальной машине для риса (типа Сантоку), плод, освобожденный от семенного мешочка, и оставленный на сите, переносили на плоское блюдце, и частицы плода, от которых были высвобождены семенные

0 мешочки, визуально отбирались от тех частиц плода, которые оставались с семенными мешочками. Первая группа (3 250 частиц, 65%) тотчас же высушивалась в сушилке с использованием горячего воздуха (30°С; от5 носительная влажность от 0 до 20%; скорость потока горячего воздуха: 0,3 м/с).

Частицы плода, которые оставались скрепленными с семенными мешочками, снова подвергались вымачиванию и вибра0 ционной обработке, и в конечном итоге получалось в общем 4 400 частиц (88%) плода, освобожденных от семенных мешочков.

Отобранные таким путем частицы сухого плода прокатывались на грануляторе для

5 семян (модели КС-1-1, Коджин Ко.) вместе с соединением покрытия, содержащим 0,5% порошкообразного антимикробного агента, действующего против выпревания (TACUIGARENR) с одновременным распыле0 нием предварительно заданного количества синтетического связующего, и в результате получали гранулы диаметром от 4,0 до 5,0 мм. Полученные таким образом семена с нанесенными на них покрытием высевались

5 в бумажной трубке ПЭЙПЕРПОТ). (Одно семя в каждой трубке) для выращивания саженцев. Гранулы не подвергнутых обработке семян, покрытых таким же образом, выращивались как контрольная группа в тех

0 же условиях. Результаты представлены в табл. 7, выход саженцев - это тот процент из числа выращенных саженцев, которые могут быть пересажены.

.Пример 2. Моноэмбрионный плод

5 сахарной свеклы разновидности Монохилл предварительно обрабатывали (погружением в воду) в тех же условиях, что и в примере 1, затем подвергали вымачиванию дгя прорастания в емкости прорастания семян модели FD 105 (Флюид Дриллинг Лтд.

Англия) при 15°С при скорости аэрации 2 л/мин в течение 64 ч (что соответствует кумулятивной температуре 40°С), и,-наконец, обрабатывали (с воздействием механической вибрации) таким же образом, как в примере 1. Полученные таким образом все еще влажные свободные от семенных мешочков семена пересаживались в тот же гранулятор, что .указан выше, и подвергались покрытию каолиновой глиной с перио- дическим распылением 1%-ного раствора метил целлюлозы (4000 циклов/с), и в результате получали гранулы диаметром от 4,0 до 5,0 мм. Приготовленные таким образом гранулы тотчас же высушивались в сушилке с использованием горячего воздуха при температуре 35°С в течение 24 ч (относительная влажность: 0-20%; скорость потока горячего воздуха: 0,5 м/с), выдерживались в течение 180 дней и высевались в питомнике с опре- деленными интервалами времени, Все посеянные семена прорастали одновременно, и не обнаруживалось непроросших семян. Не было никакой необходимости в последующей прополочной работе, и требовалась незначительная затрата труда для культивации и других работ, обеспечивающих высокую эффективность способа данного изобретения.

Пример 3. Полиэмбрионный плод сахарной свеклы разновидности Кавеполи, погружали в воду с температурой 20°С на два часа в условия аэрации со скоростью 2 л/мин с использованием емкости для прорастания семян барботирующего типа с го- рячей водой (емкостью 50 литров). Вымоченный в воде плод дегидратировали таким же образом, как и в примере 1, высушивали воздухом при температуре 25°С в течение 72 ч, и выдерживали при 5°С при относительной влажности 40-70% в течение 90 дней. Такой выдержанный в этих условиях плод снова обрабатывали в той же емкости для прорастания семян, что указана выше, при температуре 5°С в течение 240 ч

(что соответствует кумулятивной температуре 50°С) при аэрации со скоростью 10 л/мин для индуцирования прорастания; после этого тотчас же высушивали воздухом при температуре 20°С в течение 72 часов, и затем подвергали обработке в течение трех минут на вибрационном сите (круглые отверстия диаметром 2,5 мм; амплитуда 200 мм; частота 120 циклов/мин), что позволяло лишь живым семенам проходить через сито и оставлять на сите плод вместе с семенным мешочком, высвобожденные семенные мешочки и наружные оболочки семян.

Отобранные таким путем живые семена покрывались соединением, содержащим 30 об.% бентонита, 30% перлита, 20% торфяного мха и 20% карбоната кальция с периодическим распылением 10%-ного раствора поливинилового спирта, и в результате получались гранулы диаметром от 3,0 до 4,0 мм. Приготовленные таким путем гранулы высушивались таким же образом, как описано в примере 2, выдерживались в течение 360 дней и высевались в питомнике с определенными интервалами. Все посеянные семена прорастали одновременно, непроросших семян не обнаруживалось вовсе и все саженцы благоприятно выращивались.

Формула изобретения

Способ отбора живых семян сахарной свеклы, включающий замачивание смеси живых и мертвых семян в воде, высушивание до исходного уровня влажности, повторное замачивание и механическое выделение семян из соплодий, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора, повторное замачивание ведут при кумулятивной температуре 40-80°С, механическое выделение осуществляют путем вибрации, после чего семена визуально сортируют на живые и мертвые по цвету.

Таблица 1.

Температурные уоловил и процент высвобождения семенных мешочков

Таблица 2

Температурные условия и растра пелен ив вымоченных чаогиц плода в этапах прорастания

Этап прордогания

10 100 О

20

30 40 60 60

100О

982

6729

4349

2350

О О 3

6 19,

3rant прорастания

0°С

10 20

30 40 50 60

100

100

86

38

22

4

О О

14 27 29 29

О

О

О

23 | 28 38

О О

О 12 21 29

ТаблицаЗ

Предварительно обработанные семена и распределение этапов прорастания, %

Примечание. Кумулятивная температура не включает температуру предварительной

Таблица

обработки Влияние предварительной обработки на развитие прорастания на

втором этапе

l - Температура обработки; Тс - Кумулятивная температура

Степень выживания обработанного и восстановленного ппода

Таблица б

Испытание на выращивание саженцев

Т а б ц а 7

о

;

г о

j л

X

7;-а

i

А

Фиг. 2