Способ предпосевной обработки семян кукурузы

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при возделывании кукурузы и ее гибридов на зерно и силос. Способ предпосевной обработки семян кукурузы включает намачивание их в водном растворе биологически активного вещества (БАВ). В качестве БАВ используют солевой раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂O плотностью 1,25...1,35 г/см³. На семена воздействуют в течение 15...30 минут с температурой раствора 70-90°С. Перед намачиванием проводят обработку роговидного слоя эндоспермы и зародыша семян кукурузы 30-60%-ным раствором янтарной кислоты (этан-1,2-дикарбоновой кислоты формулы HOOCCH₂CH₂СООН), Обработку ведут в течение 6...12 минут при температуре 10...20°С. Способ позволит повысить урожайность культуры при возделывании в условиях резко континентального климата и защитить ее от болезней в период от посева до устойчивых всходов. 6 табл.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при возделывании кукурузы и ее гидридов на зерно и силос.

Известен способ предпосевной обработки семян овощных культур, включающий намачивание их в водном растворе биологически активного вещества, в котором, с целью повышения всхожести, энергии прорастания семян и урожайности, в качестве биологически активного вещества используют бишофит в концентрации 0,01-0,5%, а намачивание ведут при температуре 25°С в течение 144 ч (SU, патент №1800932. А3. М. кл.⁵ А 01 С 1/00, А 01 N 61/00. Способ предпосевной обработки семян овощных культур /Г.Н.Лепилин, М.С.Горовой (СССР). - Заявка №4934257/15. Заявлено 03.04.1991. Опубл. 07.03.1993. Бюл. №9).

Описанный способ предпосевной обработки семян овощных культур имеет общий признак в решаемой нами проблеме - использование минерала бишофит.

К недостаткам этого способа применительно к предпосевной обработке семян кукурузы и ее гибридов относятся низкая эффективность использования рапы природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6Н₂О, добытого в месторождениях Волгоградской области, и чрезмерно растянутые сроки (144 ч - 6 суток) подготовки семян для посева. Указанный срок недопустим для семян кукурузы ввиду гибели зародыша.

Известен также способ предпосевной подготовки семян сельскохозяйственных культур, включающий обработку семян голландской суспензией малых частиц металлов, в котором в качестве коллоидной суспензии малых частиц металлов используют коллоидные суспензии продуктов восстановления неорганических соединений железа в концентрации 10^-2-10^-5% (RU, патент №2056084. С1. МПК⁶ А 01 С 1/00. Способ предпосевной подготовки семян / Фолманис Гундар Эдиардович. - Заявка №93009007/15. Заявлено 23.02.1993. Опубл. 20.03.1996).

Эффективность этого способа предпосевной обработки семян кукурузы незначительна, т.к. поверхность семян не насыщается соединениями железа. Семена с зародышем и ростки кукурузы на первом этапе органогенеза меньше всего нуждаются в них. Это доказывается распределением элементов питания по органам кукурузы.

Известен способ предпосевной обработки семян, включающий воздействие на семена жидкой средой, содержащей стимулятор всхожести семян в концентрации 0,01-0,05%, в котором в качестве стимулятора роста используют натриевые соли алкилароматических сульфокислот формулы Cn H_2n+1 Ar SO₃Na, где n - 8-12; Ar - остаток ароматического углеводорода, а воздействие осуществляют в течение 8-24 ч (RU, патент №2058699. С1. МПК⁶ А 01 С 1/00, А 01 N 35/00. Способ предпосевной обработки семян /Г.Г.Галифанов, О.Реджепов, Г.М.Агаджанов, О.С.Нусахатов. - Заявка №5058753/15. Заявлено 14.08.1992. Опубл. 27.04.1996).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме относятся низкая эффективность обработки семян кукурузы из-за плотного роговидного слоя семян. Натриевые соли не проникают в эндосперму и зародыш.

Известен также способ предпосевной обработки труднопрорастаемых семян бобовых трав, включающий предварительное замачивание семян при определенной температуре и химическую обработку, в котором предварительное замачивание семян ведут в воде в течение 1,5-2,0 ч, а химическую обработку в 45-50%-ном растворе гашеной извести в течение 2,0-2,54 (RU, патент №2092002. С1. МПК⁶ А 01 С 1/00. Способ предпосевной обработки труднопрорастаемых семян бобовых трав / С.А.Бекузарова, А.Т.Доева, А.А.Абаев. - Заявка №93039137/13. - Заявлено 30.07.1993. Опубл. 10.10.1997).

В данном способе применительно к предпосевной обработке семян кукурузы заслуживает внимания операция замачивания в течение 1,5-2,0 часов. Однако химическая обработка семян кукурузы гашеной известью приводит к полной гибели зародышей и ожогу оболочек. Ко времени созревания зародышевого мешка семяпочки кукурузы и стенки завязи достигают значительной толщины и состоят до превращения ее в перикарпит из клеток паренхимы и эпидермиса. Строение стенок завязи изменяется и дифференцируется постепенно. Это длительный процесс, который в природе начинается с оплодотворения семяночки и заканчивается созреванием зерна. В растворе гашеной извести зародыш погибает в течение нескольких секунд.

Известен способ подготовки к посеву семян сои, включающий увлажнение, томление и сепарацию, в котором увлажнение проводится в воде в течение 2-30 мин, томление не менее 10 мин, а сепарацию осуществляют в жидкости плотностью 1050-1250 кг/м³ с последующим подсушиванием; томление проводится до окончания набухания семян, а в качестве сепарирующей жидкости используется солевой раствор (RU, патент №2132120. С1. МПК⁶ А 01 С 1/00. Способ подготовки к посеву семян сои /Н.В.Грищенко, Е.С. Дроздов. - Заявка №98103658/13. Заявлено 02.03.1998. Опубл. 27.06.1999).

Масса 1000 семян кукурузы крупноплодных сортов и гибридов не превышает 400 г, все семена - полноценные и щуплые - тонут в солевом растворе и таким образом не удается разделить полноценные семена от семян слаборазвитых, щуплых и поврежденных с.-х. вредителями.

Известен способ предпосевной обработки, включающий обработку предпосевного материала раствором природного минерала бишофита, в котором обработку проводят путем увлажнения семян - 10-12%-ным раствором бишофита при расходе рабочей жидкости - 20-25 л на 1 т семян в полевых условиях (RU, патент №2160521. С2. МПК⁷ А 01 С 1/00. Способ предпосевной обработки семян / Т.А.Королева, М.Н.Белицкая. - Заявка №99103036/13. Заявлено 16.02.1999. Опубл. 20.12.2000).

К недостаткам этого способа при обработке семян кукурузы и ее гибридов относятся низкая эффективность воздействия из-за слабой концентрации (10-12%) раствора природного минерала бишофит. Соли и микроэлементы не проникают через роговидную оболочку семян кукурузы.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ предпосевной обработки семян кукурузы, включающий намачивание их в водном растворе биологически активного вещества, в качестве которого используют бишофит, в котором семена кукурузы помещают в подогретый 70-90°С солевой раствор бишофита плотностью 1,25...1,35 г/см³ и воздействуют вибрацией с частотой 15,0...35,0 Гц в течение 15...30 мин (RU, патент №2216898. C1. МПК⁷ А 01 С 1/00. Способ предпосевной обработки семян кукурузы / А.Ф.Рогачев, А.М.Салдаев (RU). - Заявка №2002126044/12. Заявлено 30.09.2002. Опубл. 27.11.2003. Бюл. №33// Изобретения. Полезные модели." 2003. - №33).

К недостаткам описанного способа применительно к решаемой нами проблеме - высева семян гибридов кукурузы в ранние агротехнические сроки - относятся, несмотря на насыщение верхнего слоя эндоспермы и зародыша солями из раствора бишофита, низкая степень защиты зародыша и ростков от болезнетворных бактерий и с.-х. вредителей.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - сохранение посевных качеств семян кукурузы и ее гибридов при посеве в ранние агротехнические сроки.

Технический результат - повышение урожайности зерновых сортов гибридов кукурузы и зеленой массы при возделывании на силос.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе предпосевной обработки семян кукурузы, включающем намачивание их в водном растворе биологически активного вещества, в качестве которого используют солевой раствор бишофита плотностью 1,25...1,35 г/см³, подогретый до температуры 70-90°С, и воздействуют в течение 15...30 мин, согласно изобретению перед намачиванием проводят обработку роговидного слоя эндоспермы и зародыша семян кукурузы 30-60%-ным раствором янтарной кислоты (этан-1,2-дикарбоновой кислоты формулы НООССН₂СН₂СООН) в течение 6...12 минут при температуре 10...20°С.

Сущность предпосевной обработки кукурузы заключается в том, что семена гибридов кукурузы перед посевом калибруют. Способ апробирован на гибридах кукурузы Мария СВ, Корн 280 MB, Валентин MB и Эрик MB. Далее проводят обработку роговидного слоя эндоспермы и зародыша семян кукурузы 30...60%-ным раствором янтарной кислоты. Янтарная кислота -этан - 1,2 - дикарбоновой кислоты формулы НООССН₂СН₂СООН представляет собой бесцветные кристаллы, растворимые в спирте, эфире и воде. Температура плавления 185°С, при температуре 20°С плотность кислоты - 1,563 г/см³, из янтарной кислоты готовят раствор. Семена гибридов кукурузы помещают в раствор янтарной кислоты и выдерживают в течение 6...12 минут при плюсовой температуре - 10...20°С. Раствор янтарной кислоты размягчает роговидный слой эндоспермы и зародыша. Затем осуществляют намачивание семян в водном растворе биологически активного вещества. В качестве последнего используют солевой раствор природного минерала бишофит формулы MgCl₂·6H₂О плотностью 1,25...1,35 г/см³, для повышения эффективности проникновения из солей раствора макро- и микроэлементов рабочий раствор бишофита подогревают до температуры 70...90°С. При помещении семян в рассол бишофита температура рассола снижается на 15...25°С, на семена воздействуют в течение 15...30 минут. Температура, концентрация и время выдержки семян в растворе бишофита способствует насыщению верхнего слоя семян всеми элементами из доступных солей. Одновременно происходит покрытие семян слоем парафина. Каждому семени придаются инсектицидосодержащие вещества, оказывающие самые благоприятные влияния при произрастании семян, высеянных в ранние агротехнические сроки (низкая температура почвы, ее колебания, высокая влажность).

Норму высева на делянках рассчитывали на обеспечение густоты стояния растений перед уборкой (50...85)·10³ штук/га, опыты закладывали методом расщепленных делянок. Расположение делянок систематическое. Повторность опыта трехкратная. Учетная площадь делянок по водному режиму 405 м², дозам удобрений - 100 м², гибридам и сортам - 25 м².

В опытах учитывали зональную агротехнику возделывания кукурузы на зерно и силос в условиях орошаемого и неорошаемого земледелия на Юге Российской Федерации.

Результаты фенологических наблюдений при различных приемах воздействия на посевной материал и за всхожестью семян кукурузы сортов Мария СВ, Корн 250 MB, Валентин MB и Эрик MB при норме 55·10³ штук/га приведены в таблице 1-3. Посев семян проводили агрегатом, включающим колесный трактор МТЗ-100 и навесную пневматическую сеялку СУПН - 8. Глубина заделки семян 0,08±0,01 м. Ширина междурядий -0,7±0,01 м. Температура почвы +15...+22°С, в срок посева (05.05.2003 г.). Тип почвы опытного участка - чернозем типичный, маломощный, тяжело суглинистый. Срок посева - 5-8 мая. В опыте проводили фенологические наблюдения, учеты зеленой массы по фазам развития, замеры высоты растений, анализ структуры урожая. Урожай початков производили вручную 30.09.2003 г.-15.10.2003 г. Обмолот початков на селекционной молотилке. Густота стояния растений к периоду уборки составила для гибридов Мария СВ, Корн 280 MB, Валентин MB, Эрик MB соответственно 75, 65 и 50 тысяч штук/га. Уборку урожая названных гибридов провели 24.09; 2.10; 13.10 и 15.10.2003 г. Погодные условия в 2003 году в целом были благоприятными для формирования урожая кукурузы. Следует отметить, что в первой половине вегетации до образования у гибридов 10-12 листьев кукуруза развивалась в неблагоприятных погодных условиях. В мае температура воздуха составила +18,1°С, что на 3,5°С выше средней многолетней. Высокая температура воздуха сопровождалась недостаточным количеством осадков (35% от нормы). За период от посева до фазы образования у кукурузы 10-го листа выпало 88,1 мм осадков при норме 137,3 мм (менее 64%). Во время цветения (в июле) температура воздуха превышала норму на 2,9°С только в первой декаде месяца. Периодически выпадающие осадки обеспечивали запасы продуктивной (доступной) влаги в метровом слое почвы в опытах на уровне 100 мм и выше. За период май - октябрь 2003 г. выпало 580 мм осадков. Это составляет 155% от средних значений многолетних наблюдений.

В таблице 4 приведена высота растений кукурузы при различных вариантах предпосевной обработки по данным 2001-2003 годов. В таблице 5 приводится урожай зерна гибридов кукурузы за три года. На урожае зерна, главным образом, отразилась устойчивость семян к грибковым заболеваниям при ранних сроках посева. Влияние предпосевной обработки семян кукурузы раствором янтарной кислоты и рассолом минерала бишофит было существенным во все годы проведения опытов. В 2001 г. урожай зерна в среднем по вариантам предпосевной обработки был выше на 11%, в 2002 году - на 38%, в 2003 году - на 113%. В таблице 6 приведены результаты расчета экономической эффективности разных способов предпосевной обработки семян кукурузы. Как следует из таблицы 6, на доход производства гибридов кукурузы влияют прежде всего устойчивые всходы в период после всходов. Условный чистый доход от предпосевной обработки семян составил 1330,8 тысяч рублей на 100 га посевов, а без предпосевной обработки лишь 584 тысяч рублей на тех же площадях, т.е. в 2,3 раза меньше.

Таким образом, приведенные данные подтверждают существенность приема обработки семян раствором янтарной кислоты для размягчения роговидной оболочки и насыщения его солями из рассола бишофита.

Таблица 1 Результаты фенологических наблюдений за всхожестью семян гибридов кукурузы Мария СВ, Корн 280 MB, Валентин MB, Эрик MB после предпосевной обработки рассолом бишофита и янтарной кислотой на 9-й день после посева (05.05.2003 г.)
Концентрация раствора янтарной кислоты, мас.%	Гибрид кукурузы
Мария СВ	Корн 280 MB	Валентин MB	Эрик MB
10	6,4	7,9	6,3	9,4
20	7,9	8,2	8,7	9,9
30	8,4	8,7	9,4	10,4
40	9,3	10,1	10,5	9,1
50	9,7	10,6	10,3	8,7
60	10,7	8,4	10,1	6,3
70	9,3	7,3	8,7	5,2
80	8,7	4,2	7,4	4,8
90	3,2	3,2	6,9	3,6
100	-	1,3	3,4	2,1
Контроль (без обработки)	8,6	9,1	7,8	8,2

Таблица 2 Результаты фенологических наблюдений за всхожестью семян гибридов кукурузы Мария СВ, Корн 280 MB, Валентин MB, Эрик MB после предпосевной обработки 30%-ным раствором янтарной кислоты и рассолом бишофита плотностью 1,2 т/м3 на 9-й день после посева (05.05.2003 г.)
Время выдержки в	Гибрид кукурузы
растворе, мин	Мария СВ	Корн 280 MB	Валентин MB	Эрик MB
5	8,7	7,4	6,8	9,3
10	11,3	13,3	8,4	10,8
15	12,4	14,5	9,7	11,9
20	11,2	13,2	8,3	10,8
Контроль (без обработки)	6,8	8,6	7,5	9,7
Таблица 3 Результаты фенологических наблюдений за всхожестью семян гибридов кукурузы Мария СВ, Корн 280 MB, Валентин MB, Эрик MB после предпосевной обработки 30%-ным раствором янтарной кислоты+рассолом бишофита плотностью 1,25 т/м3 на 9-й день после посева (05.05.2003 г.)
Температура раствора, °С	Гибрид кукурузы
Мария СВ	Корн 280 MB	Валентин MB	Эрик MB
5	8,7	9,7	9,2	10,1
10	9,7	9,4	10,4	10,0
15	9,6	10,8	10,7	10,4
20	10,2	9,3	11,3	10,5
25	11,0	8,2	10,8	9,3
30	11,3	8.7	9,9	8,6
Контроль (без обработки)	6,8	6,9	6,7	7,9

Таблица 4 Влияние предпосевной обработки семян гибридов кукурузы на развитие растений (по данным 2003 года)
Гибрид, сорт	Площадь листовой поверхности одного растения, м2	Высота растений в период цветения, м	Урожай зеленой массы в фазу молочно-восковой спелости, т/га
На посевах с обработанными семенами	контроль	На посевах с обработанными семенами	контроль	На посевах с обработанными семенами	контроль
Мария СВ	0,40	0,38	2,34	2,084	38,54	25,84
Корн 280 MB	0,41	0,39	2,41	2,100	37,40	22,88
Валентин MB	0,40	0,39	2,48	2,08	39,40	24,60
Эрик MB	0,42	0,39	2,51	2,037	28,93	23,27

п

Таблица 5 Урожай зерна гибридов кукурузы в период наблюдений (2001-2003 годы), т/га
Способ обработки семян (фактор А)	Гибрид кукурузы (фактор В)	2001	2002	2003	В среднем за 3 года
Без обработки семян до посева(контроль)	Мария СВ	5,58	4,94	3,64	4,72
	Корн 280 MB	6,49	4,63	2,90	4,67
	Валентин MB	6,69	4,06	2,31	4,35
Эрик MB	5,73	5,00	2,03	4,24
Обработка семян по заявленному способу	Мария СВ	6,57	6,44	5,79	6,27
	Корн 280 MB	6,89	6,34	6,01	6,41
	Валентин MB	6,93	6,31	5,49	6,24
Эрик MB	6,69	6,58	5,89	6,39
НСР05 для сравнения частных различий, т/га	-	0,75	1,34	0,72	-
НСР05 по фактору А, т/га	-	0,37	0,64	0,38	-
HCP05 по фактору В, т/га	-	0,53	0,95	0,51	-
Ошибка опыта, %	-	2,6	5,0	3,8	-

Таблица 6 Экономическая эффективность возделывания гибридов кукурузы без обработки (контроль) и при обработке семян перед посевом на 100 га (по данным 2003 г.)
Показатель	Без обработки семян (контроль)	При обработке семян по описанному способу
Мария СВ	Корн 280 MB	Валентин MB	Эрик MB	Мария СВ	Корн 280 MB	Валентин MB	Эрик MB
Стоимость валовой продукции, тыс.руб.	1274.0	1015.0	808.5	710.5	2026.5	2103.5	1921.3	2061.5
Прямые затраты, тыс.руб.	443.3	386.6	331.4	310.8	704.4	720.5	668.5	696.6
Условный чистый доход, тыс.руб.	830.7	628.4	477.1	399.7	1322.1	1383.0	1253.0	1364.9
Условная себестоимость, тыс.руб.	1220	1330	1430	1530	1220	1200	1221	1180
Уровень рентабельности, %	187	163	144	129	188	192	187	196
Экономическая эффективная, тыс.руб.	-	-	-	-	491.4	754.6	775.9	965.2
Затраты труда на 1 га, чел/час	10.1	9.0	8.9	7.8	17.7	18.1	16.7	14.3
Затраты на приобретение ГСМ, руб.	82.2	75.7	63.2	61.6	109.3	111.2	92.2	97.3

Способ предпосевной обработки семян кукурузы, включающий намачивание их в водном растворе биологически активного вещества, в качестве которого используют солевой раствор бишофита плотностью 1,25÷1,35 г/см³, подогретом до температуры 70÷90°С, и воздействуют в течение 15÷30 мин, отличающийся тем, что перед намачиванием проводят обработку роговидного слоя эндоспермы и зародыша семян кукурузы 30-60%-ным раствором янтарной кислоты (этан-1,2-дикарбоновой кислоты формулы НООССН₂ СН₂ СООН) в течение 6÷12 мин при температуре 10÷20°С.