Способ повышения посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу
Владельцы патента RU 2561448:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический универистет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к способам повышения посевных качеств семян яровой пшеницы. Осуществляют предпосевную обработку семян рострегулятором в диапазоне концентраций 0,02-0,0005 мас. %. В качестве рострегулятора используют раствор 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофурана. Соединение 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофуран представляет собой 2,5-диалкокси-2,5-дигидрофуран следующей формулы:
Обеспечивается улучшение посевных качеств семян яровой пшеницы. 2 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам повышения посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу.
В данном изобретении в качестве аналога по действию используют гиббереллин - один из наиболее известных активаторов роста, природный фитогормон, оказывающий положительное воздействие на прорастание семян. Однако гиббереллин - дорогостоящий продукт микробиологического синтеза и малодоступен [1. Муромцев Г.С. и др. Основы химической регуляции роста и продуктивности растений. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 33-80; 2. Леонова Т.Г., Муромцев Г.С. Гиббереллины в сельском хозяйстве// С.-х. биология, 1991. №5. С. 154-168; 3. Деева В.П., Шелег З.И., Санько Н.В. Избирательное действие химических регуляторов роста на растения. Минск: Наука и техника, 1988. - 253 с.; 4. Вакуленко В.В. Регуляторы роста // Защита и карантин растений, 2004. №1. С. 24-26].
Ближайшим техническим решением является повышение посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу путем использования 2-(фурил-2)-1,3-диоксолана (фуролана), известного регулятора роста растений, в том числе и зерновых культур. Однако при получении препарата фуролан используется весьма токсичное вещество бензол, причем в больших количествах [5. В.Г. Кульневич, В.Г. Калашникова, Т.П. Косулина, Н.И. Ненько, В.П. Смоляков //Новые направления в химии циклических ацеталей. - Уфа: Государственное изд-во научно-технической литературы «Реактив» РФ. - Издательство «Nova Science Publishers. Inc.» (США). - 2002. - С. 7-26].
Задачей изобретения является расширение способов повышения посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу.
Техническим результатом изобретения является улучшение посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу.
Технический результат достигается тем, что в способе повышения посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу, включающем предпосевную обработку семян рострегулятором, в качестве рострегулятора используют раствор 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофурана, приготовленный в системе растворителей вода-диметилсульфоксид (ДМСО) в концентрации 0,02-0,0005 масс. %.
Соединение 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофуран (ДЭФ) представляет собой 2,5-диалкокси-2,5-дигидрофуран следующей формулы:
Данное соединение является доступным, поскольку его получают простым в исполнении экологически чистым и экономичным способом, основанным на окислении фурана пероксидом водорода в присутствии соединений ванадия (IV, V) [6. Посконин В.В., Бадовская Л.А., Поварова Л.В. - «Способ получения 2,5-диалкокси-2,5-дигидрофуранов». - Пат. РФ 2124508, Б.И. №1. - 1999; 7. Бадовская Л.А., Поварова Л.В. - Реакции окисления фуранов, (обзор). - ХГС, С. 1283-1296, (2009)].
Экспериментально установлено, что применение ДЭФ оказывает рострегулирующее действие на семена яровой пшеницы и повышает устойчивость проростков к водному стрессу.
Изобретение иллюстрируют нижеследующие примеры.
Пример 1. Рострегулирующее действие 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофурана. Рострегулирующее действие ДЭФ и его влияние на посевные качества семян (энергию прорастания, длину и массу побегов и корневой системы проростков) определяют модельными методами лабораторного скрининга, модифицированного нами, на семенах яровой пшеницы.
Для изучения рострегулирующей активности навеску заявляемого соединения растворяют сначала в ДМСО, а затем добавляют в воду в объемном соотношении диметилсульфоксид-вода 1:99. Полученный исходный раствор разбавляют водой до необходимой концентрации.
В качестве аналога по свойствам используют гиббереллин, в качестве аналога по структуре и свойствам, обладающего ростстимулирующим действием, применяют фуролан. Контролем служит вода.
Семена замачивают в полученных растворах препаратов в течение 18 часов, а затем проращивают в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге в течение трех дней и доращивают в рулонах фильтровальной бумаги при температуре 20-22°C.
Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности используют по 50 шт. семян.
О рострегулирующей активности и оптимальной ростстимулирующей концентрации ДЭФ судят по совокупности таких показателей, как энергия прорастания, длина и сухая масса проростков и корней. Результаты определения оптимальной концентрации ДЭФ и его влияния на посевные качества семян яровой пшеницы сорта Спектр приведены в таблице 1.
Проведенные исследования позволили установить, что испытанное соединение в диапазоне концентраций его растворов с массовой долей 0,02-0,0005% проявляет свойства рострегулятора семян яровой пшеницы. ДЭФ в диапазоне оптимальных концентраций 0,02-0,005% увеличивает энергию прорастания семян на 90-93%, активирует рост проростков, увеличивая длину побегов - на 34,7-36,7%, а их массу на 13,6-18,2%; длину корней проростков - на 11,6-14%, а их массу - на 23-25% соответственно в сравнении с контролем.
Таким образом, применение заявляемого вещества в оптимальных рострегулирующих концентрациях способствует улучшению посевных качеств семян яровой пшеницы. При больших и меньших концентрациях рострегулирующее действие снижается. Как видно, заявляемое соединение по своему действию не уступают гиббереллину и фуролану, но и превышает их показатели, что свидетельствует о его высокой эффективности.
Пример 2. Изучение влияния регулятора роста 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофурана на устойчивость проростков к водному стрессу.
Для изучения устойчивости проростков к водному стрессу заявляемое вещество и аналоги по строению и свойствам предварительно растворяют в системе растворителей вода - ДМСО, как это описано в примере 1. В качестве аналога по свойствам используют гиббереллин, в качестве аналога по структуре и свойствам - фуролан. Контролем служит вода.
Семена замачивают в водных растворах препаратов в течение 18 ч, а затем проращивают в чашках Петри на влажной фильтровальной бумаге в течение трех дней. Для выявления антистрессовой активности соединения половину трехдневных проростков в каждом варианте подвергают подсушиванию в течение часа. Затем продолжают проращивание всех семян в рулонах фильтровальной бумаги в течение четырех дней при температуре 20-22°С. Повторность опыта трехкратная. В каждой повторности используют по 50 штук семян.
Результаты влияния ДЭФ на устойчивость проростков яровой пшеницы сорта Спектр к водному стрессу приведены в таблице 2.
Проведенные исследования позволили установить, что испытанное соединение в диапазоне концентраций с массовой долей 0,02-0,0005% повышают устойчивость проростков семян яровой пшеницы к водному стрессу.
ДЭФ в диапозоне оптимальных концентраций 0,02-0,005% активирует рост проростков, увеличивая длину побегов - на 20,4-28,6%, а их массу на 7,1-9,5%; длину корней поростков - на 16,5-29,1%, а их массу - на 20,5-27,3% соответственно в сравнении с контролем.
Как видно, заявляемое соединение способствует повышению устойчивости растений к водному стрессу, улучшает посевные качества семян яровой пшеницы и превосходит аналоги по свойствам и действию по отдельным показателям. Такое техническое решение может найти применение в практике сельского хозяйства для получения более жизнеспособных всходов в засушливых районах.
Способ повышения посевных качеств семян яровой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу, включающий предпосевную обработку семян рострегулятором в диапазоне концентраций 0,02-0,0005 мас. %, отличающийся тем, что в качестве рострегулятора используют 2,5-диэтокси-2,5-дигидрофуран формулы:
