Засіб для знезараження та стимуляції проростання насіння

Реферат: Засіб для знезараження та стимуляції проростання насіння містить полімерні похідні гуанідину. При цьому головним його інгредієнтом є сіль полімерного похідного гуанідину з янтарною кислотою, зокрема полігексаметиленгуанідину сукцинат (ПГМГс), а також додатково містить 2+ 2+ 3+ 2+ мікроелементи (Zn , Со , В , Мn ). UA 113567 U (54) ЗАСІБ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖЕННЯ ТА СТИМУЛЯЦІЇ ПРОРОСТАННЯ НАСІННЯ UA 113567 U UA 113567 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі рослинництва, зокрема до засобів стимуляції проростання та засобів захисту насіння сільськогосподарських культур, що містять полігексаметиленгуанідин і мікроелементи, і застосовується для захисту насіннєвого матеріалу від хвороб бактеріальної, вірусної і грибкової етіології, а також для підвищення схожості, енергії проростання насіння. Засіб для знезараження та стимуляції проростання насіння (далі засіб) застосовують для передпосівної обробки насіння сільськогосподарських культур шляхом замочування на 15-30 хв. у розчинах різної концентрації з наступним просушуванням насіння. Полігексаметиленгуанідин (далі ПГМГ) належить до полімерних похідних гуанідину, він має бактерицидні, фунгіцидні, вірулоцидні, альгіцидні властивості. Сполуки цього класу, зазвичай, використовують для дезінфекції. Переваги ПГМГ полягають не лише у його високих біоцидних якостях, а й у тому, що завдяки полімерній структурі він є малотоксичним, безпечним для персоналу та навколишнього середовища, відповідає вимогам екологічно чистого агровиробництва [Полигуанидины - дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы / И.И. Воинцева, П.А. Гембицкий. - М.: ЛКМ-пресс, 2009. - 304 с.]. При передпосівному протруюванні насіння пшениці 0,1-1,0 % розчинами ПГМГ хлориду (далі ПГМГхл) в дозі 70 л на 1 т насіння було виявлено, що препарат не лише захищає насіння від ураження грибками (Alternarium, Penicillum, Mucor, Fusarium), а й стимулює його проростання [Защита пшеницы от биоповреждений / П. Гембицкий, К. Ефимов // Хлебопродукты. - 1999. - № 11. - С. 26-27.]. Аналогом запропонованого засобу є застосування ПГМГхл (концентрації від 0,00001 % до 0,1 %) для передпосівної обробки насіння злаків та деяких овочевих культур, що призводить до покращення показників енергії проростання і схожості насіння, росту та розвитку паростків культурних рослин на ранніх етапах онтогенезу [Пат. 77607 Україна, МПК А01N 47/40, А01С 1/00]. Підвищення схожості насіння цукрового та столового буряка в цих дослідах становило 1535 %, для моркви та цибулі енергія проростання збільшувалася на 15-37 %, а схожість на 2035 %; для пшениці зростання ростових показників становило 10-38 %, для кукурудзи - 12-52 %. Оптимальними при обробці насіння овочевих культур виявилися концентрації ПГМГхл у межах 0,01-0,03 % та 0,00001-0,001 %, а зернових - 0,001-0,1 % [Пат. 77607 і Пат. 80377 Україна, МПК A01N 47/40, А01С 1/00]. До певних недоліків цього методу можна віднести використання хлориду ПГМГ, який є більш токсичним порівняно із солями ПГМГ з органічними кислотами, відсутність комплексного підходу із застосуванням солей життєво важливих мікроелементів, недостатньо суттєве зростання схожості та енергії проростання насіння. Відомо, що ґрунти багатьох регіонів України не містять належної кількості засвоюваних форм деяких мікроелементів, тому, для зменшення дефіциту цих життєво важливих для паростка речовин, передпосівну обробку насіння засобом доцільно поєднувати з внесенням + + + + + + + 2+ 2+ мікродобрив. Проте, іони таких металів, як Сu , Ni , Zn , Co , Cr , Fe , Pb , Hg , Mn можуть витісняти протон з протонованої іміногрупи полімеру і утворювати з ПГМГхл стійкі комплексні сполуки, частина яких нерозчинна у воді. Заміна ПГМГхл на солі полігексаметиленгуанідину з органічними кислотами може допомогти розв'язати цю проблему. Ще одним аналогом запропонованого засобу є використання янтарної кислоти в рослинництві для підвищення врожайності сільськогосподарських культур, наприклад, для стимулювання росту та збільшення врожайності пшениці [Калинин Ф.Л. Биологически активные вещества в растениеводстве. - Киев: Наукова думка, 1984. - 318 с]. Проте, до недоліків цього способу можна зарахувати високу вартість та великі витрати препарату за рахунок його досить високих концентрацій, а також незначне стимулювання проростання насіння. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити новий екологічно безпечний знезаражуючий засіб на основі полімерних похідних гуанідину, який мав би також стимулюючі властивості і зменшував дефіцит життєво важливих для розвитку паростка мікроелементів на виснажених і збіднених ґрунтах. Поставлена задача вирішується тим, що у засобі для знезараження та стимуляції проростання насіння, який містить полімерні похідні гуанідину, згідно з корисною моделлю, головним інгредієнтом є сіль полімерного похідного гуанідину з янтарною кислотою, зокрема 2+ полігексаметиленгуанідину сукцинат (ПГМГс), а також додатково містить мікроелементи (Zn , 2+ 3+ 2+ Со , В , Мn ), при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: полігексаметиленгуанідину сукцинат (ПГМГс) 10,0 . цинку сульфат (ZnSO4 7H2O) 2,5 . кобальту сульфат (CoSО4 7H2O) 2,5 1 UA 113567 U . 5 10 15 20 25 30 35 40 марганцю хлорид (МnСl2 7H2O) 1,0 борна кислота (Н3ВО3) 1,0 вода питна 83,0. Передпосівна обробка насіння, наприклад, гороху, квасолі, буряка кормового та інших культур, проводиться шляхом замочування на 15-30 хв. у водному розчині солей мікроелементів і ПГМГс з молекулярною масою від 4 до 10 кДа. При цьому вихідний концентрат (засіб) розводиться водою до концентрацій ПГМГс від 0,0001 % до 0,5 %; концентрації солей мікроелементів при цьому становлять, відповідно, від 0,00001 % до 0,1 %, з наступним просушуванням насіння. Найкраще стимулюючий ефект запропонованого засобу проявляється при обробці насіння буряку та бобових (горох, квасоля). Так, для буряку (сорт „Урсус полі") максимальні значення схожості та енергії проростання (збільшення показників у 2-3 рази) характерні при концентраціях препарату за ПГМГс 0,1-0,5 %, а для гороху (сорт „Альфа") - при концентраціях 0,001-0,01 % (див. приклади 3 і 1). Для квасолі (сорт „Встенга") енергія проростання зростає на 50 %, а схожість на 30-35 %, оптимальна концентрація препарату становить 0,01 % (див. приклад 4). Для однодольних (злаків) усереднені показники менші, зокрема, для кукурудзи (сорт „Брусниця рання") і пшениці (сорт „Рання яра - 93"), зростання схожості та енергії проростання становить від 10 % до 40 %, а для жита вони майже не відрізняються від контролю. Є значні відмінності показників щодо дії різних концентрацій засобу. Так, для злакових культур кращими виявилися концентрації 0,001-0,01 %, зокрема, для кукурудзи зростання схожості у даному випадку становить близько 10 %, а енергії проростання збільшується на 30-40 % (див. приклад 2), для пшениці зростання становить близько 40 % за обома показниками. Суть корисної моделі ілюструється прикладами 1-4. Приклад 1. Порівняння впливу самого ПГМГс і ПГМГс в комплексі з солями мікроелементів (засіб), на схожість, енергію проростання насіння, розміри коренів і пагонів паростків на ранніх етапах їх онтогенезу гороху сорту „Альфа". Схожість, енергію проростання насіння та інші параметри визначали за загальноприйнятою методикою [Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества. - М.: Агропромиздат, 1991. - 415 с]. Насіння дослідних рослин замочували протягом 15 хв у водних розчинах препаратів (рН 6-7) в концентраціях від 0,0001 % до 1,0 % (за ПГМГ). Після цього рідину зливали, а насіння підсушували 30 хв. на фільтрувальному папері та вміщували в чашки Петрі для пророщування на зволожених подушечках з фільтрувального паперу та вати або рулонах з фільтрувального паперу. Енергію проростання насіння гороху визначали на 3-й день, схожість - на 6-й. Довжину пагонів (1) і коренів (L) вимірювали у той самий день, в який визначали схожість насіння, а також додатково через кілька днів. В таблицях 1-4 наведені усереднені дані 20-80 визначень, повторність модельних дослідів 3-кратна. Статистичну обробку отриманих експериментальних даних проводили за стандартними методиками [Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. - Минск: Вышейша школа, 1973. - 318 с]. Відхилення від середніх значень для кожного статистичного ряду не перевищує 10 %. Результати порівняння ростостимулюючої дії самого ПГМГс і засобу, що містить комплекс цього полімеру із солями мікроелементів, для насіння гороху наведено в табл. 1. Експерименти засвідчили, що енергія проростання для ПГМГс і засобу суттєво не відрізняється, а схожість насіння, розміри пагона і кореня для композиції полімеру з солями мікроелементів (засіб) значно перевищує аналогічні показники для чистого ПГМГс. Схожість зростає у 2 рази, а довжина кореня і пагона збільшується на 20-40 %. 45 2 UA 113567 U Таблиця 1 Стимулююча дія засобу виготовленого на основі сукцинату ПГМГ на ростові показники насіння гороху сорту „Альфа", (n=5, M±m) ПГМГ сукцинат ПГМГ сукцинат + солі мікроелементів (засіб) КонцентраСхожі- L кореня на 13 1 пагона на 13 Енергія СхоL кореня на 13 1 пагона на 13 Енергія ція сть, добу добу пророс- жість, добу добу пророспрепарату тання, тання, % % до % до % до % до %до % до (за % до до контро- мм контромм контроконмм конмм контроПГМГ), % контроконтролю лю лю лю тролю тролю лю лю 1,0 125,5±5,4 62,5±3,6 13,7 62,8±3,3 5,2 81,3±3,5 1,0 121,2±4,2 141,5±4,5 17,8 81,7±3,2 8,3 0,5 150,1±5,5 137,5±5,4 16,7 76,6±3,7 6,5 101,6±4,0 0,5 80,3±3,2 130,0±4,4 19,6 89,9±3,3 7,1 115, 0,1 175,6±5,7 87,5±4,0 16,3 74,8±3,6 4,9 76,6±3,3 0,1 181,8±5,0 183,4±5,0 25,2 8,7 6±4,0 0,05 175,2±5,6 56,3±3,0 24,6 112,8±4,3 8,6 134,4±4,7 0,05 125,8±4,0 216,7±7,1 26,8 122,9±4,1 8,8 0,01 225,3±6,0 75,0±3,5 24,7 113,3±4,2 7,7 120,3±4,5 0,01 257,6±7,1 225,0±7,2 31,6 145,0±4,5 9,1 0,005 250,0±6,1 100,0±4,2 20,9 95,9±4,0 6,1 95,3±4,0 0,005 212,1±7,0 200,0±6,8 22,8 104,6±4,0 9,7 0,001 325,5±7,4 143,8±4,7 22,0 100,9±4,1 8,6 134,4±4,6 0,001 348,5±8,3 300,0±8,0 32,9 150,9±4,5 11,4 0,0001 125,3±5,2 100,0±4,1 20,3 93,1±3,9 5,5 85,9±3, 5 0,0001 242,4±7,1 200,0±6,7 31,3 143,6±4,4 9,7 середнє 194,1±5,8 95,5±4,0 91,3±3,8 103,7±4,0 середнє 196,2±6,7 199,6±6,6 119,3±4,1 значення контконтроль 100,0 100,0 21,8 100,0 6,4 100,0 роль 100,0 100.0 21,8 100,0 6,4 (Н2О) (Н2О) Примітка. Р0,05. 5 10 15 В інших дослідах композицію ПГМГс з мікроелементами (запропонований засіб) порівнювали з дією водного розчину суміші солей мікроелементів та розчину цих солей з янтарною кислотою. З'ясувалося, що енергія проростання насіння гороху після обробки засобом перевищувала аналогічний показник, отриманий для двох інших композицій на 20-25 %, а схожість - на 25-30 %. Подібні результати отримано і для насіння інших випробуваних культур. Високі концентрації різних солей ПГМГ (0,1-1,0 %), зазвичай, можуть дещо пригнічувати ростову активність пагонів, це прояв біоцидної дії полімеру. Приклад 2. Передпосівна обробка насіння кукурудзи цукрової сорту "Брусниця рання" солями мікроелементів в суміші з янтарною кислотою і засобом на основі ПГМГс з цими ж солями (концентрації солей однакові). Енергію проростання насіння кукурудзи визначали на 4-й день, схожість - на 7-й. Довжину пагонів (1) і коренів (L) вимірювали у на 7-й і 11-й день. Визначено, що друга композиція (засіб) краще стимулює енергію проростання і схожість насіння, так само збільшуються й середні розміри пагона і кореня паростків. Оптимальні концентрації засобу становлять 0,01-0,001 %, енергія проростання для цих концентрацій збільшується на 30-40 % порівняно із контролем, а схожість - на 4-10 %, розміри пагонів і коренів зростають на 30-60 %. Результати дослідів з насінням кукурудзи наведено в табл. 2. Таблиця 2 Порівняння дії засобу на основі ПГМГс із сумішшю цих же солей мікроелементів із янтарною кислотою на ростові показники насіння кукурудзи цукрової сорту "Брусниця рання", (n=5, М±m) Суміш солей мікроелементів з янтарною кислотою КонцентL кореня на 7 1 пагона на 7 рація Енергія Схожість, добу добу препарату проростан% до (за ПГМГ), ня, % до контро%до % до % контролю лю мм мм контконтролю ролю 0,15 125,4±4,1 109,3±4,0 61,0 70,9±3,1 69,0 113,1±4,3 0,03 116,9±4,0 98,3±3,8 73,0 84,9±3,4 45,0 73,8±3,1 0,003 124,6±4,1 101,8±4,1 72,0 83,7±3,4 53,0 86,9±3,2 0,0003 109,0±4,0 89,3±3,6 96,0 111,6±4,2 70,0 114,7±4,3 0,00003 100,9±4,0 90,5±3,6 96,0 111,6±4,2 86,0 140,9±4,5 середнє 115,4±4,1 97,8±3,8 79,6 92,5±3,8 64,6 105,9±4,0 значення контроль 100,0 100,0 86,0 100,0 61,0 100,0 (Н2О) Примітка. Р0,05 3 засіб на основі ПГМГс (з мікроелементами) СхоL кореня на 7 1 пагона на 7 жість, Енергія добу добу проростан- %до ня, % до % до конт% до контролю мм контро- мм ролю контролю лю 132,6±4,2 100,5±4,0 62,0 72,1±3,1 58,0 95,0±3,8 117,6±4,1 103,0±4,0 66,0 76,7±3 67,0 109,8±4,2 144,7±4,5 110,5±4,1 135,0 156,9±4,5 81,0 132,8±4,4 132,5±4,3 104,3±4,1 117,0 136,0±4,4 80,0 131,1±4,3 120,4±4,2 93,8±3,8 92,0 106,9±4,0 79,0 129,5±4,3 129,6±4,3 102,4±4,0 94,4 109,7±4,1 73,0 100,0 100,0 86,0 100,0 61,0 119,6±4,2 100,0 UA 113567 U 5 Приклад 3. Передпосівна обробка насіння буряку кормового сорту "Урсус полі" ПГМГхл з солями мікроелементів і засобом на основі ПГМГс з цими ж солями. Енергію проростання насіння буряку визначали на 5-й день, схожість - на 10-й. Довжину пагонів (1) і коренів (L) вимірювали у на 10-й і 17-й день. З'ясувалося, що друга композиція (засіб) краще стимулює енергію проростання і схожість насіння, щодо середнього розміру пагона і кореня паростків, ці показники суттєво від контролю не відрізняються. Результати дослідів для насіння буряку наведено в табл. 3. Таблиця 3 Порівняння дії ПГМГ хлориду з солями мікроелементів і засобом на основі ПГМГ сукцинату з цими ж солями на ростові показники насіння буряку кормового сорту "Урсус полі", (n=5, M±m) ПГМГхл (з мікроелементами) засіб на основі ПГМГс (з мікроелементами) КонцентраL кореня на 10 1 пагона на 10 Енергія L кореня на 10 1 пагона на 10 ція Схожість, Енергія добу добу добу добу Схожість, пророспрепарату пророста% до тання, % % до %до % до % до (за ння, % до % до контролю мм до контро- мм контромм контро- мм контроПГМГ), % контролю контролю контролю лю лю лю лю 1,0 200,0±6,8 250,0±7,5 13,9 53,3±2,2 18,4 44,2±2,0 327,3±8,0 333,4±8,0 9,0 34,5±1,8 30,1 72,6±3,2 0,5 309,1±8,0 333,4±8,1 14,5 55,8±2,2 34,7 83,6±3,4 356,4±8,4 383,4±8,5 11,7 44,9±2,2 36,7 88,3±3,3 0,1 163,6±4,8 166,7±4,8 48,2 185,2±5,1 46,0 110,8±4,0 290,9±7,5 300,0±7,8 34,2 131,4±4,4 49,3 118,8±4,1 0,05 218,2±7,0 233,4±7,1 41,3 158,9±4,6 51,5 124,1±4,2 200,0±6,8 200,0±6,8 29,9 115,0±4,1 39,8 95,8±4,0 0,01 163,6±4,6 150,0±4,5 39,7 152,5±4,5 51,5 124,1±4,2 254,5±7,4 233,3±7,0 32,9 126,4±4,2 50,7 122,2±4,2 0,005 127,2±4,1 133,3±4,2 34,5 132,7±4,3 50,2 121,0±4,2 218,2±6,9 250,0±7,4 31,9 122,5±4,2 51,0 122,9±4,2 0,001 181,8±5,1 216,7±7,0 37,2 143,1±4,4 52,2 125,7±4,3 145,5±4,5 150,0±4,5 20,4 78,2±3,3 28,9 69,6±3,1 0,0001 127,2±4,5 150,0±4,5 33,4 128,2±4,3 43,7 105,2±4,0 326,8±8,0 316,7±7,8 30,4 116,7±4,1 51,0 122,9±4,2 середнє 187,3±5,2 204,2±7,0 126,2±4,2 104,8±4,0 265,0±7,4 270,9±7,6 96,2±4,0 101,6±4,0 значення контроль 100,0 100,0 26,0 100,0 41,5 100,0 100,0 100,0 26,0 100,0 41,5 100,0 (Н2О) Примітка. Р0,05 10 15 Приклад 4. Результат передпосівної обробки насіння квасолі сорту ″Встенга" стимулятором (засобом), що містить ПГМГс і солі мікроелементів. Енергію проростання насіння визначали на 4-й день, схожість - на 7-й. Довжину пагонів (1) і коренів (L) вимірювали на 7 і 13 добу. Для концентрацій робочих розчинів препарату (за ПГМГс) 0,01 % енергія проростання зростає на 50 %, а схожість на 30-35 %, середня довжина пагону також помітно збільшується (табл. 4). Таблиця 4 Вплив засобу на основі ПГМГс з мікроелементами на ростові показники насіння квасолі сорту "Встенга", (n=5, М±m) Концентрація Енергія препарату (за проростання, ПГМГс), % % до контролю 0,5 125,0±4,2 0,1 125,0±4,2 0,01 150,0±4,5 0,001 101,8±4,0 0,0001 100,2±4,0 контроль (Н2О) 100,0 Схожість, % до контролю 133,3±4,3 116,7±4,1 133,3±4,3 116,7±4,1 108,3±4,1 100,0 L кореня на 13 добу 1 пагона на 13 добу мм % до контролю мм % до контролю 146,0 200,0 138,0 188,0 188,0 174,0 83,9±3,5 114,9±4,1 79,3±3,3 108,0±4,1 108,0±4,1 100,0 190,0 194,0 178,0 192,0 200,0 137,0 138,7±4,4 141,6±4,4 129,9±4,3 140,1±4,4 146,0±4,5 100,0 Примітка. Р0,05 20 Застосування заявленого засобу, що містить органічну сіль ПГМГс в комплексі з солями найбільш важливих мікроелементів, дозволяє суттєво підвищити схожість та енергію проростання насіння низки сільськогосподарських культур (буряк, горох, квасоля та ін.), особливо на мінерально збіднених ґрунтах, крім того, завдяки антримікробним властивостям 4 UA 113567 U 5 ПГМГс, передпосівна обробка насіння призводить до знезараження насіння та зростання стійкості паростка щодо бактеріальних, вірусних і грибкових інфекцій. Запропонований засіб легко розчиняється у воді в будь-яких пропорціях, не токсичний, не має запаху, хімічно не агресивний, має нейтральне значення рН, безпечний для працюючого персоналу і оточуючого середовища. Термін придатності засобу для знезараження та стимуляції проростання насіння 2 роки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Засіб для знезараження та стимуляції проростання насіння, що містить полімерні похідні гуанідину, який відрізняється тим, що головним його інгредієнтом є сіль полімерного похідного гуанідину з янтарною кислотою, зокрема полігексаметиленгуанідину сукцинат (ПГМГс), а також 2+ 2+ 3+ 2+ додатково містить мікроелементи (Zn , Со , В , Мn ), при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: полігексаметиленгуанідину 10,0 сукцинат (ПГМГс) цинку сульфат (ZnSO4·7H2O) 2,5 кобальту сульфат (CoSО4·7H2O) 2,5 марганцю хлорид (МnСl2·7H2O) 1,0 борна кислота (Н3ВО3) 1,0 вода питна 83,0. 15 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5