Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур

(51) 01 1/00 (2010.01) 01 1/06 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Сущность предлагаемого способа предпосевной обработки семян заключается в том, что семена за 23 дня до посева смачивают водопроводной активированной водой из расчета на одну тонну семян не более 15 литров активированной воды. Готовность способа к использованию высока, так как уже установлены нормы расхода активированной воды и способы ее активации,получены положительные результаты испытания в областной семенной лаборатории на всхожесть и энергию прорастания семян, проведены полевые опыты по влиянию активированной воды на урожайность. Способ предпосевной обработки семян рекомендован как регулятор роста(см. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ и возделыванию сельскохозяйственных культур в Северо-Казахстанской области в 2009 году,ТОО Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, Петропавловск, 2009, с. 62).(72) Белецкая Наталья Петровна Ротанова Нина Александровна Ивлев Сергей Федорович Аспандияров Булат Билялович(56) Практическое руководство. Ресурсосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы в засушливых районах Северного Казахстана. РГП НПЦЗХ им. А.И. Бараева,Шортанды, 2005, с.28(54) СПОСОБ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур с целью повышения урожайности. 23279 Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур с целью повышения урожайности. Известен способ обезвреживания семян путем сухого протравливания кондиционных семян оплыванием их порошкообразными препаратами (см. Энциклопедический сельскохозяйственный словарьсправочник ГИСЛ, 1959 год, с. 846). Этот способ защищает, с одной стороны, от возбудителей заболеваний, передающихся с семенами, а с другой от спор сапрофитовых грибков в почве. Для сухого протравливания используют препараты гранозан,меркуран, трихлорфенолят меди и другие. Недостатком этого способа является то, что при сухом протравливании происходит отравление, как семян, так и почвы вокруг семян, что снижает всхожесть и прорастание семян. Последнее связано с тем, что зерно теряет свой энергетический потенциал на борьбу со спорами, ослабляясь при этом и только потом ослабленное борьбой, зерно должно прорастать. При этом зерно, неподготовленное к процессу роста, должно расти. Потенциал энергии,имеющийся в самом зерне, находится в пассивном состоянии, не используется для стимуляции роста, не задействован, находится в пассивном состоянии. Здоровое семя, находящееся в состоянии полной готовности к росту, не нуждается в протравливании,поскольку уровень ее энергетической насыщенности позволяет ему легко убивать болезни на уровне начальной стадии. В областях Северного Казахстана полевая всхожесть семян (число растений в фазе полных всходов к количеству высеянных всхожих семян) в среднем составляет 70-90, выживаемость (число растений, сохранившихся к уборке к числу высеянных кондиционных семян) 65-70. Для получения добротного урожая в СевероКазахстанской области рекомендуется, чтобы полевая всхожесть была не ниже 85, а сохранность(число растений к уборке от числа полных всходов) 90 (см. Рекомендации современных технологий возделывания зерновых культур и картофеля в условиях Северо-Казахстанской области,Петропавловск, 2002 г., с. 29). Одним из широко распространенных агротехнических приемов для повышения урожайности является протравливание(обеззараживание) семян. Для обеззараживания семян более 15 лет используются препараты системного действия с увлажнением в основном производства стран дальнего зарубежья. Биологическая эффективность данных препаратов (премис, витавакс, дивидент,раксил и других) против корневых гнилей составляет 60-90, против головневых болезней на уровне распространения до 1 - 100 (см. Практическое руководство. Ресурсосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы в засушливых районах Северного Казахстана, РГП НПЦЗХ им. А.И. Бараева, Шортанды, 2005, с. 28). Недостатком этого способа, с одной стороны,является то, что использование пестицидов 2 способствует накоплению химических загрязнении в окружающей среде и существует настоящая необходимость сокращать их применение в производстве продуктов питания, а в перспективеотказаться от них вообще. С другой стороны, вполне обоснованию представляется, что при существующей практике предпосевной обработки семян не раскрывается потенциал энергии, заложенной (саккумулированной) в семени. Семя находится в пассивном состоянии,оно не готово к прорастанию. Более того,использование пестицидов сдерживает реализацию потенциала энергии. Есть основания полагать, что фактически семенной материал при обработке химическими препаратами отбрасывается назад, с точки зрения возможности эффективного прорастания. Он поставлен в условия аналогичные тому, как если бы выздоровевшему больному ставят задачу быстро и эффективно без промедления работать. При этом не учитывают, что силы ушли на преодоление болезни. Применение протравителей снижает стойкость семенного материала в гонке сорняки или семена с момента прорастания зерна. На наш взгляд, в самом зерне имеется потенциально заложенный природой иммунитет, который гасится протравливанием,навязанным зерну искусственно,в угоду выздоравливания больных зерен. Зачем же так жестко воздействовать на семенной материал химическими высокоактивными препаратами Ведь протоны-ионы водорода, как их называют исторически в химии, имеются и в воде Способ протравливания семенного материала препаратами системного действия с увлажнением принят в качестве прототипа. Задачей предлагаемого изобретения является увеличение урожайности зерна путем предпосевной обработки семян, активированной водой из расчета в среднем 15 литров такой воды на тонну семенного материала. Смачивание активированной водой должно проводиться за двое-трое суток перед посевом, в течение которых семена выдерживаются под пленкой (для равномерного распределения влаги во всей массе семян). При этом семена не теряют сыпучести, и все последующие действия по посеву не отличаются от традиционных. Обработка активированной водой повышает энергообменные процессы, повышает активность семенного материала, ускоряет получение дружных всходов. Ниже представлена физика активации водной среды. Обычная вода, вытекающая из крана, является водой, имеющей кластерную макромолекулярную структуру, полимерного вида, в которой объединены десятки-сотни мономолекул воды, записываемой в учебнике химии в виде символа Н 2 О. Согласно теории электролитической диссоциации,мономолекулы воды обратимо диссоциируют по схе 23279 ме (2) приведенной выше. Полимерная вода так диссоциировать не может, поскольку ей необходимо сначала разрушить полимерность структуры до состояния мономолекул и лишь, затем в них начинается электролитическая диссоциация с образованием ионов. Полимерность структуры воды создают, в частности, насосы, транспортирующие воду под давлением в системах водоснабжения. Давление насосов спрессовывает мономолекулы Н 2 О в макромолекулярные кластеры следующего вида(3) Вполне очевидно, что кластерные структуры воды из-за своих больших размеров пассивны, инертны и не готовы к электролитической диссоциации, характерной для воды, находящейся в мономолекулярном состоянии. Таким образом, в массиве водной среды,вода находится в двух состояниях мономолекулярном и макромолекулярном (полимерном) состояниях. Семена же могут усваивать воду мономолекулярной структуры,поскольку она,в результате электролитической диссоциации обратимо диссоциируя, поставляет ионы Н и ОН. Последние и являются строительным материалом, повышая тем самым эффективность прорастания семян и их роста. Основной задачей активации воды является разрушение кластерных структур воды до мономолекулярных, с одной стороны, а с другой - в осуществлении энергетической подпитки ионов воды до уровня их высокой активности. Эти цели достигаются с помощью интенсивной кавитации во всем массиве водной среды,подвергаемой активации. Кавитационный процесс сопровождается образованием кавитационных микропузырей, с одной стороны и разрушением - с другой. Размеры их меньше или равны по порядку размеру мономолекул воды. Поэтому гидродинамические скачки уплотнения среды разрушают любые структуры макро и мономолекул и одновременно их энергетически подкачивают. При этом вовсе нет необходимости попадания в молекулярную структуру. Микроволна разрушает все структуры на своем пути. Именно по этой схеме наши бабушки избивали кобылье молоко в бочонке, в результате чего оно за счет кавитации превращалось в зрелый кумыс. В нашем случае деструктуризация воды(активация) была осуществлена с помощью вращающегося в массиве лопастного колеса с числом оборотов от 500 до 3000 оборотов в минуту. Примеры испытание влияния активированной воды на всхожесть и энергию прорастания семян,проводимые в областной испытательной семенной лаборатории Северо-Казахстанской в 2007 - 2008 годы (Таблица 1). Таблица 1 Итоги испытаний влияния активированной воды на всхожесть и энергию прорастания семян в 2007-2008 годах Хозяйство, культура, сорт, вес партии Результаты анализа Стандарт, вода Активированпо ГОСТу ная вода Семена урожая 2006 года 1 . ТОО Храмцов, ячмень Кедр, вес партии 15 тонн Всхожесть ,90 96 Энергия прорастания,81 96 2. ТОО Алекри-Агро, пшеница Памяти Азиева - 300 тонн Всхожесть,91 90 83 Энергия прорастания,71 3. КХ Чапаеве, пшеница Памяти Азиева - 20 тонн Всхожесть,91 89 93 90 Энергия прорастания,4. ТОО Дидар-Казиева, пшеница Омская 19-40 тонн Всхожесть,91 90 Энергия прорастания,88 83 5. КХ Курочкин, пшеница Омская 19-5 тонн Всхожесть,93 96 Энергия прорастания,86 86 Есильский сортоучасток семена пшеницы для конкурсного испытания 6. Омская 19 Всхожесть,Энергия прорастания,83 87 77 78 7. Твердая Омская янтарная Всхожесть,88 94 Энергия прорастания,71 76 Семена урожая 2007 года 8. ТОО Березка-Агро, пшеница Омская 19-120 тонн Всхожесть,92 94 Энергия прорастания,86 88 9. ТОО СБИ-Агро, пшеница Омская 18-480 тонн Всхожесть,90 91 Энергия прорастания,80 85 10. КХ Светланка, пшеница Омская 19-60 тонн Всхожесть,80 84 Энергия прорастания,72 80 11. ТОО Астраханское, пшеница Омская 19-960 тонн Всхожесть,93 92 Энергия прорастания,83 90 случаи снижения показателей вероятнее всего связаны с разными свойствами активированной воды 3 23279 В процессе испытаний воздействия активированной (протонной) воды на семена зерновых культур (2007-2008 годы) зафиксировано Итоги полевых испытаний воздействия активированной воды на урожайность зерновых культур в 20072008 годах Сорт пшеницы, овса Урожайность на Урожайность на Прирост опытных контрольных урожайности делянках, ц/га делянках, ц/га ц/га Северо-Казахстанская опытная сельскохозяйственная станция, 2007 год Светланка 14,1 12,9 1,2 9,3 Астана 2 14,8 14,2 0,6 4,2 Омская 18 12,9 12,3 0,6 4,9 Есильский сортоиспытательный участок, 2007 год Омская янтарная 32,6 30,9 1,7 5,5 Омская 19 27,9 25,2 2,7 10,8 Северо-Казахстанская опытная сельскохозяйственная станция, 2008 год Омская 19 27,1 25,9 1,2 4,6 Омская 19 (другая партия) 26,3 25,3 1,0 4,0 Алтайка 30,0 29,3 0,7 2,3 Овес Мирный 19,5 18,7 0,8 4,3 Есильский сортоиспытательный участок, 2008 год Алтайка 32,6 31,3 1,3 4,2 Омская 19 20,6 20,2 0,4 2,0 ТОО Березка-Агро, 2008 год Омская 19 13,2 11,5 1,7 14,9 ТОО Астраханское, 2008 год Омская 19 17,0 16,3 0,7 4,3 По таблицам 1 и 2 сделаны следующие выводы Предлагаемая технология предпосевной обработки семян зерновых культур активированной водой, получаемой путем молекулярной кавитации,базируется на гидроударной кавитации, вызывающей деструктуризацию макромолекул воды в мономолекулы. Основой закладки полевых опытов явились результаты проверки действия активированной воды на всхожесть и энергию прорастания в лабораторных условиях. Всего исследовано 11 партий семян из разных природноземледельческих районах, начиная с урожая 2006 года. По отдельным партиям превышение всхожести против контрольных образцов составило 6 - 4. Максимальное увеличение энергии прорастания, в сравнении с контролем, достигло 15. Из проверенных партий по четырем всхожесть в пределах стандарта допустимых отклонений (- 1). Активированная вода послужила стимулятором оздоровления семян. Семена при прорастании проявили физиологическую активность, что наблюдается в растильнях отмечены дружность прорастания и состояние корешков и ростков (они более здоровые,мощные в сравнении с контролем), уменьшение числа ненормально проросших зерен и не проросших из категории набухших. В соответствии с индивидуальной особенностью сорта Омская 19, по отдельным партиям число последних сократилось в 2-3 раза. По всем 13 полевым опытам получена прибавка урожая за счет действия активированной воды. Превышение урожайности от 1,0 ц/га до 2,7 ц/га составило, в сравнении с контролем, в 7-ми опытах, в 5-ти - 0,8 ц/га - 0,6 ц/га и на одном - 0,4 ц/га. Положительное влияние активированной воды сказалось как на семенах кондиционных по всхожести,так и на некондиционных. Активированная вода повысила силу роста семян,оказала эффективное влияние на цикл прорастания,полевую всхожесть и фаз развития растений. Густота всходов,число продуктивных растений,сохранившихся к уборке, во всех опытах превышали аналогичные показатели контрольных делянок. Так,на сортоучастке превышение всходов оказалось на 46-28 растений (19-11). Продуктивных стеблей к уборке на делянкахс активированной водой насчитывалось 206-208, что на 42-30 больше контроля. В 2008 году на опытной станции и сортоучастке урожай по всем опытам созрел на 2 дня раньше стандарта. Количество и качество клейковины по сорту Омская 19 на сортоучастке в 2008 году одинаково с контролем - 25 (первая группа). В ТОО Березка - Агро, ТОО Астраханское производственные опыты были заложены на участках по 50 га, на однородных по плодородию паровых полях, разделенных по полам (по 50 га опытных и контрольных площадей). В ТОО Березка - Агро 23279 число продуктивных стеблей к уборке на погонном метре превышало контроль на 30 растений (43), а прибавка в урожайности 1,7 ц/га (15). В ТОО Астраханское превышение количества продуктивных стеблей было 39-46, что обещало также значительную прибавку урожая. Однако ожидаемый результат не оправдался вследствие позднего срока посева (6 июня), что привело к затягиванию развития фаз растений, и зерно не достигло уборочной зрелости. Экономический эффект. Повышение качества семян всхожести, энергии прорастания весьма актуальны в силу возможных перспектив получения экономического эффекта от ее введения в ресурсосберегающий технологический процесс возделывания сельхозкультур. Технология предпосевной обработки семян активированной водой сельхозтоваропроизводителям доступна, не представляет сложности и малозатратная. Согласно полученных прибавок урожайности 1,7 ц/га и 0,7 ц/га при возделывании 1000 га пшеницы затраты составят стоимость активатора - 80 тыс. тенге,расходы на воду, эл/энергию, доставку воды,зарплату - 60 тыс. тенге. Всего 140 тыс. тенге, что на один гектар 140 тенге. При реализационной цене 160 (24 000-30 000) тыс. тенге за тонну зерна пшеницы и прибавке урожая 1,7 ц/га дополнительная выручка составит 4 080 тенге/га, на 1000 га - 4 млн.80 тыс. тенге, за вычетом затрат 4 080 000 - 140 0003 940 000 тенге, что в 28 раз превышает расходы. При прибавке 0,7 ц/га выручка от продажи 1 680 тенге/га,на 1000 га - 1 млн. 680 тыс. тенге, за вычетом затрат 1 680 000 - 140 0001 540 000 тенге, превышение затрат в 11 раз. Экологический эффект. Как уже отмечено,предпосевная обработка семян активированной водой экологически более целесообразно, чем обработка химическими препаратами. Проверка используемой активированной воды в Институте водных и экологических проблем СО РАН (г. Барнаул) показала полное отсутствие генотоксичности. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа предпосевной обработки сельскохозяйственных культур по сравнению с прототипом и аналогами состоят 1) в исключении процесса протравливания химическими препаратами из предпосевной обработки, так как ионы водорода - протоны - после энергетической кавитационной подпитки,приобретают свойства сильных кислот безбалластного типа. Любая кислота, например,серная имеет где имеются два протона и балласт в виде 4 . У протонов воды нет балласта. Протоны воды играют роль строительного материала,обеспечивающего эффективную всхожесть и вегетацию растений при использовании на посев активированных семян 2) в оздоровлении семян, повышении энергии прорастания, оказании эффективного влияния на цикл прорастания и фаз развития растений 3) в формировании более длинных и мощных колосьев, увеличение числа колосков и зерен 4) в более мощной структуре корней и листьев 5) в получении прибавки урожая 6) в получении экологически чистого зерна. Готовность способа к использованию высока, так как уже установлены нормы расхода активированной воды и способы ее активации, получены положительные результаты испытания в областной семенной лаборатории на всхожесть и энергию прорастания семян, проведены полевые опыты по влиянию активированной воды на урожайность. Способ предпосевной обработки семян рекомендован как регулятор роста (см. Рекомендации по проведению весенне-полевых работ и возделыванию сельскохозяйственных культур в Северо-Казахстанской области в 2009 году, ТОО Северо-Казахстанская сельскохозяйственная опытная станция, Петропавловск, 2009, с. 62). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур, включающий в себя их увлажнение,хранение под пленкой,отличающийся тем, что экологически чистой активированной (протонной) водой смачивают семена за 2-3 дня до посева, из расчета на одну тонну семян расходуют до 15 литров активированной воды.