Спосіб допосівної обробки насіння рослин

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к биотехнологии, и может быть использовано для предпосевной обработки семян растений ионизирующим излучением. В настоящее время предпосевная обработка семян растений с целью ускорения роста, развития, увеличения урожайности, улучшения качества урожая и повышения иммунитета растений является обычным и широко распространенным агроприемом. Для этой цели на семена и растения воздействуют различными видами излучения, высокой и низкой температурой, химическими и биологическими препаратами. Активация семян растений оптимальными дозами ионизирующего излучения способствуе т ускорению роста, развития, увеличению урожайности и содержания полезных веществ в растениях, повышению иммунитета к болезням, однако величина эффекта активации и его воспроизводимость зависят от состояния семян, на которое оказывают влияние много естественных и неконтролируемых факторов, воздействующи х на обьекты в процессе хранения, облучения, пострадиационных и других условий. Известен способ обработки семян сельскохозяйственных культур путем охлаждения семян до сверхнизких температур (авт. св. СССР № 1757498, М. кл. 5 А 01 С 1/00, 1990). Данная обработка предусматривает сложную процедуру охлаждения семян, наличия специального оборудования для охлаждения и сложной аппаратуры контроля режима охлаждения, что затрудняет применение данного способа обработки семян в промышленных масштабах. Охлаждение семян до сверхнизких температур сказывается только на увеличении урожайности культур, и не дает дополнительно ускорения созревания, увеличения содержания полезных веществ в растениях, повышения иммунитета растений к болезням. Наиболее близким к предлагаемому способу является активация семян растений оптимальной дозой ионизирующего излучения (Серегина М.Т., Орлов В.В., Батыгин Н.Ф. Стабильность воспроизведения стимуляционного эффекта при предпосевном облучении семян сельскохозяйственных растений. - Радиобиология, т. 22, вып. 4, 1982, с. 507-511). Способ позволяет увеличить, урожайность культур, сократить срок созревания, повысить стойкость к болезням, увеличить содержание полезных ве ществ в растениях. Недостатком способа является неоднозначность эффекта активации и его воспроизводимости, вплоть до угнетения, ввиду зависимости эффекта активации от состояния семян растений, на которое оказывают влияние много естественных и неконтролируемых факторов, воздействующих на обьекты в процессе хранения, облучения, пострадиационных и други х условий. Поскольку биологическое состояние объектов отличается не только в разных партиях, но и в пределах одной партии, это не позволяет получать однозначного эффекта активации при одинаковых условиях облучения. Кроме того, существуют жесткие ограничения на промежуток времени между обработкой ионизирующим излучением и посевом, так как для большинства семян растений эффект активации сохраняется 3-7 дней с момента облучения, что не позволяет использовать облучательиую установку в течение длительного промежутка времени, не позволяет обрабатывать значительные объемы семян растений одной установкой. В основу изобретения поставлена задача создания эффективного способа предпосевной обработки семян растений, в котором семена перед воздействием ионизирующего излучения приводят в состояние биологического покоя, из которого они выводятся через заданный промежуток времени, за счет чего обеспечивается стабильность воспроизведения эффекта активации семян растений в течение длительного промежутка времени. Поставленная задача решается тем, что в способе предпосевной обработки семян растений воздействием на них ионизирующего излучения, согласно изобретению, семена растений перед воздействием излучения приводят в состояние биологического покоя, а после воздействия ионизирующего излучения через заданный промежуток времени выводят их из состояния биологического покоя. Приведение семян в состояние биологического покоя, которое характеризуется минимальной биологической активностью и низкой скоростью протекания биохимических процессов, позволяет привести все семена растений в одинаковое биологическое состояние. Экспериментальным путем установлено, что воздействие ионизирующего излучения на семена, находящиеся в состоянии биологического покоя, позволяет "заморозить" активированное состояние, сохранить эффект активации значительный промежуток времени поскольку в состоянии биологического покоя в семенах замедляетсяскорость протекания биохимических процессов, и устраняется влияние на эффект активации естественных и неконтролируемых факторов. Сохранение эффекта активации в течение длительного промежутка времени позволяет разнести во времени операции активации и снятия состояния покоя, т.е. снимает жесткие временные ограничения на промежуток времени между активацией и посевом, появляется возможность накапливать обработанный материал. В результате эффективное время использования установки для обработки семян увеличивается с 3-7 дней как минимум до 48-52 дней для одной культуры. Способ предпосевной обработки семян растений осуществляется следующим образом. Семена растений перед воздействием ионизирующего излучения приводятся в состояние биологического покоя, например охлаждением их до температуры 0-+1 град.С. Привести в состояние биологического покоя можно с помощью высушивания, воздействия химических препаратов. Затем семена, находящиеся в состоянии биологического покоя облучают оптимальными дозами ионизирующего излучения с энергией до 5 МэВ. Значения оптимальных доз облучения взяты из книги: Березина Н.М., Бобырь И.К., Даскалов Х.С., Малцева СМ., Стоянов С.Х. Результаты исследований и внедрения приема предпосевного гамма-облучения семян сельскохозяйственных культур в СССР и НРБ. М., Энергоатомиздат, 1984, с. 97. В качестве источников ионизирующего излучения могут быть использованы гамма и рентгеновское излучение, ускоренные частицы (электроны, протоны), лазеры, СВЧ-излучение, коронный разряд и др. Выводят семена из состояния биологического покоя непосредственно перед посевом например, нагревая их до температуры прорастания. Можно выводить семена из этого состояния, замачивая их в воде, посадкой в почву или другими методами. Экспериментальные данные, позволяющие наблюдать эффект активации в течение длительного промежутка времени при обработке семян различных сельскохозяйственных культур, приведены в последующи х примерах конкретной реализации способа. Реализация предложенного способа обработки семян растений осуществлялась следующим образом. Семена всех видов культур облучались с помощью промышленного ускорителя "Электроника У-003" с энергией электронов до 5 МэВ. Для испытаний использовались кондиционные семена воздушно-сухой влажности в следующи х вариантах обработки: Вариант № 1 - семена без обработки (контроль). Вариант № 2 - семена активировались непосредственно перед посевом (прототип). Вариант № 3 - семена охлаждались за 60 дней до посева и хранились при температуре 0-+1 град.С вплоть до посева (аналог). Вариант № 4 - семена охлаждались за 60 дней до посева и хранились при температуре 0-+1 град.С, непосредственно перед посевом семена активировались. Вариант № 5 - семена охлаждались за 60 дней до посева и хранились при температуре 0-+1 град.С. За 45 дней до посева активировались в о хлажденном состоянии и далее хранились при указанной температуре вплоть до посева. Посев семян для всех вариантов производился одновременно. Пример № 1. Огурец "МС ХА". В опытах на огурцах "МС ХА" при активации дозой 4 Грей наблюдалось появление всходов на 1-3 дня раньше, чем у контрольных и на 1-2 дня раньше, чем из семян, которые подвергались только охлаждению. Сокращение срока начала плодоношения на 5-6 дней отмечалось только для растений, семена которых подвергались радиационной активации. Урожайность в вариантах 4-5 отличалась незначительно и была выше контрольных на 29,4%, выше, чем в варианте 2 на 7,4%, выше, чем в варианте 3 на 22,3%. Поражения заболеваниями отмечено не было. Пример №2. Арбуз "Розы юга". В опытах на арбузах "Розы юга" при активации дозой 120 Грей наблюдалось появление всходов на 2-4 дня раньше, чем у контрольных и на 2-3 дня раньше, чем из семян, которые подвергались только охлаждению. Сокращение срока созревания на 6-7 дней отмечалось только для растений, семена которых подвергались радиационной активации. Урожайность в вариантах 4-5 примерно одинакова и была выше контрольных на 20%, выше, чем в вариантах 2-3 на 7%. В опытах с томатом "Белый налив" при активации дозой 8 Грей наблюдалось ускоренное и дружное появление всходов по сравнению с контрольными и необлученными. Сокращение срока начала плодоношения на 10-12 дней отмечалось только для растений, семена которых подвергались радиационной активации. Урожайность в вариантах 4-5 отличалась в пределах погрешности измерения и была выше, чем у контрольных на 18,5%, выше, чем в варианте 2 на 6,5%, выше, чем в варианте 3 на 5,7%. Поражения заболеваниями отмечено не было. Пример№4. Редис "Рубин". В опытах с редисом "Рубин" при активации дозой 10 Грей появление всходов происходило на 1-2 дня раньше, чем у контрольных и раньше, чем из семян, которые подвергались только охлаждению. Сокращение срока начала плодоношения на 4-5 дней отмечалось только для растений, семена которых подвергались радиационной активации. Урожайность для вариантов 45 отличалась незначительно и была выше контрольных на 39,1 %, выше, чем в варианте 2 на 8,9%, выше, чем в варианте 3 на 32,5%. Пример№5. Подсолнечник. В опытах с подсолнечником при активации дозой 13 Грей наблюдалось появление всходов на 2-3 дня раньше, чем у контрольных и из семян, которые подвергались только охлаждению. Сокращение срока созревания на 6-8 дней было только у растений, семена которых подвергались радиационной активации. Урожайность в вариантах 4-5 практически не отличалась и была выше контрольных на 23,3%, выше, чем в варианте 2 на 16,9%, выше, чем в варианте 3 на 15,1%. Во всех приведенных примерах урожайность культур, семена которых подвергались охлаждению, а затем активации непосредственно перед посевом, и для семян, которые активировались за 45 дней до посева, отличалась незначительно и была выше контрольных, а также выращенных из семян, которые подвергались только охлаждению, и из семян, которые подвергались активации без предварительного охлаждения. Сокращение срока начала плодоношения отмечалось только для растений, семена которых подвергались радиационной активации. Увеличение урожайности культур в вариантах 4-5 относительно варианта 3 получено за счет стабильности воспроизведения эффекта активации на семена растений, При обработке семян по варианту 5 можно было разнести во времени операции активации и снятия состояния покоя и т.о. снять ограничения на промежуток времени между активацией и посевом, увеличив время сохранения активированного состояния как минимум на 45 дней. Таким образом, можно увеличить время работы установки по облучению семян с 3-7 дней до 48-52 дней для одной культуры.