Способ повышения солеустойчивости сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам предпосевной обработки семян. Способ включает замачивание семян сельскохозяйственных культур в композиции. Последняя состоит из анолита с ОВП +1000-+1100 мВ и экстракта галофитов Camphorosma Lessingi Litv, Kochia prostrata, Frankenia и Tamazix. Их берут соответственно в соотношении 2:2:1:1 и настаивают в течение 2-х часов в католите с ОВП минус 550 - минус 600 мВ. Соотношение анолита к экстракту составляет 1:4. Замачивание семян в композиции проводят в течение 8-12 часов. Использование изобретения позволит повысить урожайность растений за счет повышения их солеустойчивости.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам предпосевной обработки семян.

Наряду с обеспечением потребностей растений в минеральном питании важной задачей агрономической практики является изыскание путей использования почв с высоким содержанием вредных солей под сельскохозяйственные культуры.

Вредное действие солей высокой концентрации в почве обусловлено повышением давления почвенного раствора и связанными с ним затруднениями в поглощении воды (осмотическое влияние засоления).

Кроме того избыточное количество ионов натрия и других (например, Mg, Al), обусловленное засолением почвы, оказывает токсическое действие на протоплазму, вызывает изменение в физико-химическом состоянии ее биоколлоидов.

В связи с этим на засоленных почвах могут развиваться лишь определенные группы растительных организмов, которые имеют защитные свойства. Это галофиты. У других растений способность приспособления к засолению ограничена.

Известны способы повышения солеустойчивости растений путем обработки набухших семян растворами солей: 3%-ный раствор NaCl при хлоридном и 0,25%-ный раствор MgSO4 при сульфатном засолении [1].

Однако на практике имеет место засоление смешанного типа. Почвы содержат различные по химическому составу соли с различной концентрацией и глубиной залегания. В силу этого известные способы малоэффективны.

Известен способ предпосевной обработки семян растений водным экстрактом петросимонии [2].

Недостаток способа - недостаточно высокая эффективность.

Технический результат - повышение солеустойчивости сельскохозяйственных культур.

Технический результат достигается тем, что в способе, включающем замачивание семян в растворе физиологически активного вещества и их высевание в почву, в качестве физиологически активного вещества используют композицию из анолита с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +1000-+1100 мВ и 25,0% экстракта галофитов, полученного настаиванием в течение 2 часов камфоросмы (Camphorosma Lessingi Litv), кохии (Kochia prostrata), франкении (Frankenia) и гребенщика (Tamazix), взятые в соотношении 2:2:1:1 в католите с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) минус 550 - минус 600 мВ, соотношение анолита к экстракту составляет 1:4, а замачивание семян в композиции проводят в течение 8-12 часов.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала получают анолит и католит путем обработки воды в постоянном электрическом поле диафрагменного электролизера до достижения ОВП на выходе из анодной камеры +1000-+1100 мВ, а на выходе из катодной камеры ОВП -550--600 мВ.

При этом для проточного электролизера напряжение составляет 20-25 В, а сила тока - 7-8 А, для электролизера периодического действия напряжение 40-50 В, сила тока - 5-6 А. Затем Camphorosma Lessingi Litv, Kochia prostrata, Frankenia и Tamazix берут в соотношении 2:2:1:1, растирают и заливают католитом с ОВП минус 550 - минус 600 мВ 1:4. Настаивают в течение 2 часов, получая таким образом 25% экстракт галофитов. Затем к экстракту добавляют анолит с ОВП +1000-+1100 мВ в соотношении 4:1 и в полученной композиции замачивают семена кукурузы Гибрид Поволжский 107 СВ в течение 12 часов. После этого семена высевают в почву: каштановый солонец среднестолбчатый, многонатриевый, содовосульфатно-хлоридного типа засоления, высококарбонатный. Содержание общих карбонатов 1,5-1,6%. Опыт мелкоделяночный. В качестве контроля - обработка семян по прототипу - водный экстракт петросимонии.

Кукуруза дает высокие урожаи на рыхлых, хорошо водопроницаемых, но вместе с тем влагоемких почвах. Благоприятные для возделывания кукурузы почвы содержат большой запас влаги, и в то же время они хорошо аэрированы, в них содержатся легкодоступные для растений питательные вещества.

Тяжелые по механическому составу, легко уплотняющиеся почвы так же как засоленные малопригодны для возделывания кукурузы.

У кукурузы различают четыре типа корней: зародышевые, первичные, постоянные (узловые) и опорные. Зародышевые и первичные корни формируются почти одновременно и в течение первых 2-3 недель играют основную роль в снабжении растений водой и питательными веществами. Хорошее развитие этих корней является важным условием формирования высокого урожая.

В условиях засоления почв зародышевая и первичная корневая система развивается слабо, что отрицательно сказывается на дальнейшем развитии растений и урожае.

Узловые (постоянные) корни играют основную роль в формировании урожая. С мощностью их развития тесно связана мощность развития надземной массы. Засоление почвы вызывает угнетение этих корней, что приводит к угнетению надземной массы.

Подбор галофитов и приготовление из них экстракта для обработки семян сельскохозяйственных культур обусловлен физиолого-биохимическими особенностями галофитов, которые обеспечивают нормальное функционирование и продуцирование в условиях засоленной среды.

Камфоросма (Camphorosma Lessingi Litv) и Кохия (Kochia prostrata) - представители эвгалофитов. Способны выносить высокие концентрации солей в протоплазме своих клеток. Франкения (Frankenia) и гребенщик (Tamazix) - представители криногалофитов. Их особенность - выделение избытка солей через специальные железы на листьях и стеблях.

Таким образом эти две группы галофитов регулируют свой минеральный состав различными механизмами: - поддержание сбалансированного содержания солей в протоплазме клеток; - выведение солей в окружающую среду.

Сочетание этих двух способов поддержания солевого баланса в растениях обеспечивает повышение солеустойчивости сельскохозяйственных культур, семена которых подвергают обработке в экстракте этих галофитов.

Адаптация к засолению сельскохозяйственных культур обусловлена повышением гидрофильности и дисперсности коллоидов протоплазмы, что в свою очередь ведет к возрастанию ее вязкости.

В результате этих изменений в физико-химическом состоянии протоплазмы последняя приобретает большую устойчивость к действию высоких температур за счет накопления аминокислоты пролина. А накопление пролина оказывает влияние на осморегуляцию, т.е. позволяет развивать большую сосущую силу, благодаря которой повышается эффективность поглощения растением воды из концентрированного почвенного раствора.

В результате проведения опыта установлено, что обработка семян кукурузы по предлагаемому способу обеспечивает хорошую и одновременную всхожесть, в то время как обработка семян по прототипу задерживает всхожесть на 5 дней. Применение предлагаемого способа обеспечивает хорошее развитие корневой системы. Через 3 недели вес корней был в 2,8 раза больше чем у прототипа. Значительно активнее происходит формирование вегетативных надземных органов.

Ассимиляционная поверхность листьев превосходит таковую у прототипа в 1,7 раза. Масса 1000 зерен выше в 1,53 раза.

Обработка семян гибрида кукурузы Краснодарский - 440 по предлагаемому способу позволила в мелкоделяночном опыте на солонцах получить 39,8 т/га зеленой массы, в то время как урожайность этого гибрида на светло-каштановых почвах составляет 45,9 т/га.

Использование галофитов, относящихся только к одной группе - эвгалофитов и концентрации экстракта менее 25% снижает эффективность способа. Использование концентрации экстракта более 25% задерживает всхожесть, угнетает развитие корневой системы и надземных органов, снижает урожайность.

Значение ОВП католита и анолита, их соотношение в композиции и продолжительность замачивания семян являются оптимальными как с точки зрения эффективности способа так и энергозатрат на его проведение.

Источники информации

1. Рубин Б.А. Курс физиологии растений. - М., 1971, с. 499-505.

2. А.С. № 954015, кл. А 01 С 1/00, опубл. 05.09.82.

Формула изобретения

Способ повышения солеустойчивости сельскохозяйственных культур, включающий замачивание семян в растворе физиологически активного вещества и их высевание в почву, отличающийся тем, что в качестве физиологически активного вещества используют композицию из анолита с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +1000÷1100 мВ и 25% экстракта галофитов, полученного настаиванием в течение 2 ч Camphorosma Lessingi Litv, Kochia prostrata, Frankenia и Tamazix, взятых в соотношении 2:2:1:1, в католите с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) (-550)÷(-600) мВ, причем соотношение анолита к экстракту составляет 1:4, а замачивание семян в композиции проводят в течение 8-12 ч.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.03.2006

Извещение опубликовано: 20.11.2007        БИ: 32/2007