Способ восстановления всхожести коллекционных и селекционных семян сельскохозяйственных культур

Изобретение относится к селекции растений и предназначено для восстановления всхожести семян, полностью ее потерявших. Семена замачивают в талой воде в течение 8-10 часов, а затем, когда они набухнут, обрабатывают стимуляторами роста. Использование в качестве стимулятора роста трехдневной суспензии зеленой водоросли Chlorella Vulgaris, которую вместе с семенами обрабатывают потоком монохроматического красного света в течение 40-50 мин, приводит к выделению в суспензию гликолевой кислоты. Проникновение гамеолевой кислоты под поверхностный слой семян, запускает процессы регенерации и синтеза структур внеклеточного матрикса, что и обеспечивает возможность прорастания семян. 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам восстановления всхожести семян, полностью ее потерявших.

Известен способ обработки семян с применением в качестве регулятора никотиновой кислоты для ускорения корнеобразования риса в рассадной культуре [1].

Однако способ имеет недостаточно высокую эффективность даже для обычных семян.

Известен способ обработки семян сельскохозяйственных культур с применением в качестве стимуляторов прорастания семян Гетероауксина (индолилуксусная кислота), Гибберсиба и Кубаксина-1-соли триазинкарбоновых кислот [1, 2].

Способ является экономически не выгодным т.к. дорогостоящие препараты используют для обычных семян.

Известен способ обработки коллекционных семян, включающий их обработку сначала в воде, а затем последовательное замачивание в водных растворах Кубаксина, Гибберсиба и Гетероауксина. При этом между замачиванием семена промывают в проточной воде в течении 3х часов [3].

Недостатком способа является его сложность и высокая стоимость.

Технический результат - восстановление всхожести коллекционных и селекционных семян, потерявших всхожесть.

Технический результат достигается тем, что в способе восстановления всхожести коллекционных и селекционных семян сельскохозяйственных культур, включающем замачивание семян и последующую их обработку ростстимуляторами, замачивание осуществляют в талой воде в течение 8-10 часов, в качестве ростстимуляторов используют 3х дневную суспензию зеленой водоросли Chlorella Vulgaris, обработку семян в которой осуществляют при освещении потоком монохроматического красного света в течение 40-50 мин.

Способ осуществляли следующим образом.

Зеленую водоросль Chlorella Vulgaris штамм ИФР C-III культивировали до достижения плотности суспензии не менее 60 млн. клеток в 1 мл.

Затем семена риса, хранившиеся более 5 лет в неблагоприятных условиях и полностью потерявшие всхожесть сорта Краснодарский-424 в количестве 100 шт. заливали талой водой и выдерживали в течение 8-10 часов.

Талую воду получали путем замораживания водопроводной воды до содержания кристаллов льда не более 70% от общей массы воды.

В процессе замораживания воды содержимое сосуда разделяется на пресный лед и остаточный рассол - раствор солей, в том числе и вредных веществ, содержащихся в воде. Чем большее количество льда образуется, тем остаточный рассол имеет большую концентрацию солей. Рассол имеет больший удельный вес по сравнению с кристаллами льда и в силу естественного тяготения воды к компактности образования кристаллических решеток, медленно вытесняется и стекает из промежутков пористой массы кристаллов пресного льда, сосредотачиваясь в центральной части замораживаемого первичного объема воды. Этот рассол удаляли, а размораживанием льда получали чистую воду.

Семена, набухшие в талой воде, извлекали и помещали в чашки Петри в один слой, заливали приготовленной суспензией зеленой водоросли Chlorella Vulgaris так, чтобы толщина слоя суспензии над семенами была не менее 5 мм.

Затем чашки Петри с семенами подвергали освещению белым светом высокой интенсивности (25 клк) в течение 40-50 мин и монохроматическим светом.

Для получения монохроматического света нужного спектрального состава и интенсивности применяли лабораторный спектральный облучатель ЛОС-2, с помощью которого вычленяли квантованные потоки синего (СС, 31300 эрг/см2 , сек) и красного (КС, 19600 эрг/см2, сек) света.

После этого семена высевали в вегетационные сосуды (25 семян на сосуд) и выращивали по общепринятой методике.

Результаты исследований представлены в таблице.

Как показывают данные таблицы, использование предлагаемого изобретения позволяет восстановить всхожесть и увеличить энергию прорастания селекционных и коллекционных семян риса, увеличить длину проростков и корешков по сравнению с известными способами. В связи с этим способ может быть рекомендован для практического использования в селекционной работе.

Полученный эффект обусловлен следующим.

В семенах, потерявших всхожесть, дыхание либо прекращается полностью и это вызывает их гибель, либо заторможено настолько, что для осуществления клеткой биологического действия необходимо преодолеть активационный барьер. 3х дневная суспензия зеленой водоросли Chlorella Vulgaris представляет собой комплекс биологически активных веществ, таких как: аминокислоты, ферменты, нуклеиновые кислоты, фитогармоны, ауксиновой, гибберелиновой и цитокининовой природы и др. Несмотря на то, что комплекс обладает высокой эффективностью, использование его биологических веществ возможно лишь после определенных предварительных преобразований. Другими словами для того, чтобы потенциальная энергия органического вещества превратилась в движущую силу процессов жизнедеятельности организма, ей должна быть придана более активная, мобильная форма.

В результате освещения суспензии зеленой водоросли монохроматическим светом и белым светом высокой интенсивности происходит выделение гликолевой кислоты.

Причем содержание гликолевой кислоты в суспензии зеленой водоросли после обработки ее монохроматическим красным светом в 6 раз превосходит ее содержание в суспензии после обработки монохроматическим синим светом и белым светом высокой интенсивности.

Кроме этого исследованиями установлено, что после обработки белым и синим светом происходит увеличение плотности суспензии с 60 млн клеток в 1 мл до 73 млн клеток в 1 мл.

По-видимому, образующийся в клетке гликолат (гликолевая кислота) при освещении красным светом не метаболизируется, а выделяется в среду (суспензию). При освещении синим светом и белым высокой интенсивности гликолат подвергается дальнейшим превращениям (метаболизируется) и используется на синтез аминокислот и других соединений, и в силу этого он не выделяется (или незначительно выделяется) водорослью.

Гликолат или гликолевая кислота, также как и другие фруктовые кислоты, такие как лимонная, молочная, яблочная, виноградная и др., являются естественными метаболитами биохимических реакций. Гликолевая кислота вызывает особый интерес благодаря низкому молекулярному весу, высокой эффективности и химической устойчивости.

Она разрыхляет поверхностный слой семян за счет ослабления связей, проникает сквозь плазматическую мембрану, запускает процесс регенерации и стимулирует синтез структур внеклеточного матрикса (гликопротеидов, протеогликанов и др.). Синтез внеклеточного матрикса - процесс сложный и многоступенчатый, в котором участвует большое количество ферментов и ферментных систем.

Продолжительность проведения подготовительного этапа обработки семян - их замачивание в талой воде в течение 8-10 часов является оптимальной. Продолжительность замачивания более 10 часов не влияет на эффективность исследуемых показателей (энергия прорастания, всхожесть, длина проростка и корешка, количество проросших семян). Продолжительность замачивания семян менее 8 часов снижает энергию прорастания.

Продолжительность освещения потоком монохроматического красного света более 50 мин не оказывает существенного влияния на содержание гликолевой кислоты в суспензии водоросли. Продолжительность освещения менее 40 мин снижает содержание гликолевой кислоты в суспензии.

Источники информации

1. Регуляторы роста растений. Сб. под ред. В.С.Шевелухи. - М., ВО Агропромиздат, 1990, стр. 24.

2. RU 2083568, С 07 С, А 01 №43/68, 1997 г.

3. RU 2144752, А 01 С 1/00, 1/06, 2000 г.

Формула изобретения

Способ восстановления всхожести коллекционных и селекционных семян сельскохозяйственных культур, включающий замачивание семян и последующую их обработку ростстимуляторами, отличающийся тем, что замачивание осуществляют в талой воде в течение 8-10 ч, а в качестве ростстимуляторов используют 3-дневную суспензию зеленой водоросли Chlorella Vulgaris, обработку семян в которой осуществляют потоком монохроматического красного света в течение 40-50 мин.

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: 10.08.2006

Извещение опубликовано: 10.04.2008        БИ: 10/2008