Способ стимуляции проращивания семян сельскохозяйственных культур

Способ стимуляции проращивания семян сельскохозяйственных культур

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к способам предпосевной обработки семян сельхозкультур. Пророщенные семена зерновых, масличных культур могут быть использованы в пивоварении, для получения кормовых добавок и добавок в пищу с целью обогащения их витаминами, ферментами и т.п.

Способы стимуляции проращивания сельскохозяйственных культур включают, в частности, их замачивание и проращивание во влажном состоянии.

Описаны различные способы стимуляции проращивания, в том числе физические (с помощью нагревания и охлаждения), химические (с помощью химреагентов), физико-химические (с помощью обработки в электрических и магнитных полях и др.).

Запатентован способ стимуляции проращивания семян путем замачивания их в воде, содержащей озон в концентрации 150-900 мг/л, в течение 10-30 мин с последующим проращиванием [1]. При этом увеличивается энергия прорастания семян и сокращаются сроки.

Недостатки способа - относительно сложная технология получения озона и его коррозионная активность.

Наиболее приемлемыми способами являются такие, которые позволяют снизить затраты, повысить эффективность, экономичность и экологическую безопасность. Одним из эффективных и экологически безопасных является способ замачивания семян в электрохимически активированной (ЭХА) воде и водных растворах и проращивание во влажном состоянии. Часто используют питьевую водопроводную воду, которая фактически является разбавленным водным раствором минеральных веществ с примесями органических соединений. Согласно требованиям санитарных норм и правил питьевая вода может содержать до 700 мг/л минеральных веществ. Имеются сведения, что эффективность фракций ЭХА водных растворов, например католит с pH 12-13,5 действует угнетающе на семена, как и анолит с pH менее 2 [2].

Известен способ замачивания семян ячменя в анолите с pH 2,4-4,0, окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) +1000…+1160 мВ и концентрацией «активного» хлора 210 мг/л в течение 2-х часов [3]. В качестве исходного раствора использовали раствор хлорида натрия, а пророщенное зерно (и проростки) применяли в качестве кормовой добавки птице. Указывалось, что при проращивании семян вследствие гидролитических и биохимических процессов биомасса обогащалась легко усвояемыми веществами - декстрозой, амидами и аминокислотами, жирными кислотами и др. Однако относительно высокая концентрация «активного» хлора может отрицательно повлиять на активность ферментов и развитие растений.

Известен способ проращивания семян озимой пшеницы с предварительным замачиванием их в ЭХА воде-анолите с pH 4,5, католите с pH 9,4, смеси католита с анолитом в соотношении 80:20% [4]. Продолжительность замачивания - 16 ч. Энергия прорастания составляла: в контроле 96%, в варианте с католитом 99%, с анолитом 99%, со смесью католита и анолита - 100%. В работе не указаны параметры ЭХА воды, ее качество, величина ОВП и качество проросшего зерна.

Описан способ проращивания семян ячменя, подсолнечника и тыквы, включающий замачивание их в анолите ЭХА раствора глицина 6-9 г/л с pH 4,5-5,5 и ОВП +450…+500 мВ в течение 2-4-х часов [5]. ЭХА проводили на установке типа «СТЭЛ», в которой исходный раствор разбавлялся водопроводной водой в 2-3 раза, что вносило некоторую неопределенность в оценке перспектив использования способа.

Описан способ замачивания и проращивания семян кукурузы, проса, подсолнечника с помощью ЭХА растворов, содержащих поваренную соль. Предлагалось замачивать семена в анолите с pH 2-7, ОВП 900-1100 мВ, с содержанием «активного» хлора 300-500 мг/л в течение 0,5-3-х ч, затем в католите с pH 6-9, ОВП -300…-500 мВ в течение 2-24 ч [6, прототип]. При этом ускоряется всхожесть на 1,5 дня. В 30-дневном опыте проращивания семян длина стебля (проростка) превышала контроль на кукурузе на 18,4%, на подсолнечнике - на 13%.

Недостатки способа: относительно сложная технология обработки семян (в две ставки), высокое содержание «активного» хлора в анолите, узкий диапазон показателей качества исходного раствора и фракций ЭХА растворов, отсутствие данных о конструкции электроактиватора и параметрах ЭХА.

Техническое решение - упрощение технологии ЭХА, замачивания и проращивания семян, расширение диапазона показателей качества исходного раствора и фракций, выбор конструкции электролизера-активатора, расширение ассортимента стимуляторов проращивания семян.

Это достигается тем, что в качестве электролизера-активатора используют усовершенствованную нами конструкцию непроточного аппарата типа «МЕЛЕСТА». Электролизер с брезентовой диафрагмой представляет собой основной корпус цилиндрического типа диаметром 134 мм, высотой 110 мм, объемом 1 л. В корпус вставляют сменный стакан (для анодной камеры), имеющий с одной стороны форму цилиндра (как в основном корпусе), с другой - плоскости с диафрагмой. Они изготовлены из пищевой пластмассы. Соотношение объемов стакан : часть основного корпуса 1:2. Корпус сверху частично закрыт пластинкой из оргстекла шириной 40 мм с прорезью посередине для крепления двух электродов - катод из нержавеющей стали и анод из титана с покрытием из смеси оксидов титана и рутения (ОРТА-анод) размером 10×70 мм с рабочей поверхностью 5 см². Соответственно катод располагается в катодной камере, анод - в анодной камере. В комплекте с электролизером имеется источник постоянного тока - выпрямитель типа ВСА 5к с приборами контроля тока и напряжения. Электролизер позволяет проводить контроль хода ЭХА, отбор проб жидкости, замера параметров и т.п.

Предварительная проверка работоспособности показала, что стабильный процесс ЭХА с возможно малой концентрацией исходных водных растворов (солей калия 0,5-2 г/л) возможно проводить при напряжении 41-42 В с токовой нагрузкой от 0,5 до 1,5 А. В качестве раствора солей используют раствор 0,5 г/л KCl и 2 г/л H₂SO₄. Объем жидкости составляет в анолите 330 мл, в католите 960 мл.

Для замачивания семян используют католиты ЭХА растворов, обеспечивающие необходимую эффективность и решение задачи изобретения. В качестве объектов исследования использовали: семена ярового ячменя (сорт Прерия), семена озимой пшеницы (сорт Житница), сорт рапса (сорт Ратник), семена рыжика в трех повторениях. Семена замачивали в течение 3-х часов и проращивали согласно требованиям ГОСТ 12308-84.

Определяли энергию прорастания (на 3-й день) и всхожесть (на 7-й день проращивания).

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Приготовление фракций ЭХА растворов.

В электролизер загружали 330 мл раствора 0,5 г/л KCl в анодную камеру и 660 мл - в катодную камеру. Проводили ЭХА при силе тока 0,5-0,6 А, напряжении 42 В в течение 28 мин. С раствором 2 г/л H₂SO₄ ЭХА проводили с силой тока 1,1-1,2 А, напряжением 41 В в течение 20 мин.

Таблица 1
Показатели растворов
		pH	ОВП, мВ
с 0,5 г/л KCl	исходный раствор	6,0	+340
	анолит	1,7	+1040
	католит	11,6	-900
с 2 г/л H2SO4	исходный раствор	7,0	+254
	анолит	1,6	+515
	католит	12,0	-925

Пример 2. Проведено замачивание и проращивание семян. Результаты отражены в таблице 2.

Таблица 2
Показатели эффективности проращивания семян
Показатели	Фракции замачивания семян
католит H2SO4	католит KCl	Контроль (дистиллированная вода)
	Ячмень
Всхожесть, %	99,0	100	100
	Пшеница
Всхожесть, %	98,7	100	99,0
	Рапс
Энергия прорастания, %	95,0	98,7	84,0
Всхожесть, %	96,0	100	98,0
	Рыжик
Энергия прорастания, %	95,0	96,7	80,7
Всхожесть, %	96,0	99,3	90,5

Из данных таблицы 2 видно, что наиболее эффективно для замачивания и проращивания семян использовать католит раствора KCl: всхожесть ячменя одинакова с контролем, всхожесть пшеницы больше на 1% по сравнению с контролем; энергия прорастания и всхожести рапса в сравнении с контролем больше соответственно на 4,7 и 2,0%; энергия прорастания и всхожести рыжика по сравнению с контролем больше соответственно на 16,0 и 8,8%.

Морфологические показатели проращивания семян ячменя и пшеницы показаны в таблице 3.

Таблица 3
Морфологические показатели проращивания семян ячменя и пшеницы
Вид семян	Фракции замачивания	Вода дистиллированная
католит KCl	католит H2SO4
корни, мм	проростки, мм	корни, мм	проростки, мм	корни, мм	проростки, мм
Ячмень	109,1	84,7	82,9	46,1	101,8	60,1
Пшеница	110,8	106,3	78,3	71,2	101,2	80,8

По данным таблицы 3 более высокая эффективность по отношению к контролю показана в образце с католитом HCl: длина корней и проростков ячменя была больше на 7,3 мм (7,2% отн.) и 24,6 мм (40,9% отн.); длина корней и проростков пшеницы - больше на 9,6 мм (9,5% отн.) и 25,5 мм (31,5% отн.).

В сравнении с прототипом эффективность способа была выше по таким параметрам как: длина проростков у ячменя и пшеницы была 40,9% и 31,5% против 18,4 и 13% отн.

Кроме того, предлагаемый способ упрощает технологию ЭХА, предлагает более совершенную конструкцию электролизера-активатора с контролем параметров ЭХА, замачивания и проращивания семян, расширяет диапазон показателей качества исходных растворов и фракций ЭХА и ассортимент стимуляторов проращивания семян.

Источники информации

1. RU 2169177, 1999, C12C 1/00.

2. Бирюлина Т.В. Электрохимическая активация - технология экологически чистого будущего // Активированная вода. - 1996. - №3. - С.22-34.

3. Филоненко В.Н. и др. Использование электроактивированной воды в процессе проращивания зерна для сельхозживотных // Активированная вода. - 1996. - №5. - С.1-5.

4. Овчинников А.С, Пындак В.И. Повышение урожайности озимой пшеницы // Вестник РАСХН. - 2007. - №1. - С.30-31.

5. RU 2430501, 2009, A01C 1/00.

6. RU 2170499, 1999, C01C 1/00.

Способ стимуляции проращивания семян сельскохозяйственных культур, включающий обработку семян электрохимически активированным водным раствором, отличающийся тем, что семена замачивают в течение 3-х часов в католите раствора KCl с концентрацией 0,5 г/л с pH 11,6, ОВП - 900 мВ, а в качестве семян используют семена ячменя, пшеницы, рапса и рыжика.