Способ стимуляции миниклубней картофеля

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ ускоренного снятия периода покоя посредством стимуляции пробуждения и дружных всходов свежеубранных миниклубней картофеля, включающий помещение их в водный раствор, содержащий роданистый калий и тиомочевину по 0,02 г/л, индолилуксусную, гиберрелиновую и янтарную кислоты по 0,02 г/л, а также меланинподобные вещества из дрожжей Nadsoniella nigra в количестве 1,0-3,0 г/л, и характеризующийся тем, что миниклубни в растворе подвергаются действию ультразвука с частотой 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³ в течение 15-360 с. Изобретение позволяет стимулировать прорастание миниклубней картофеля, увеличить число пробуждающихся глазков и ускорить рост проростков. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к ускорению введения в оборот новых сортов картофеля, полученных в результате сочетания методов биотехнологии и традиционной селекции.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа снятия периода покоя, ускорения прохождения вынужденного покоя, приостановки процесса вхождения в период покоя свежеубранных миниклубней картофеля. Разработанный способ сочетает в себе физические и химические факторы, применение которых позволяет с высокой степенью эффективности проводить стимуляцию свежеубранных миниклубней картофеля, с целью увеличения числа дружно пробуждающихся глазков, ускорения роста и развития ростков.

Поставленная цель достигается путем стимуляции прорастания миниклубней картофеля ультразвуком с частотой 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³, в течение 15-360 секунд, в растворе, содержащем биостимуляторы - меланиноподобные вещества из дрожжей Nadsoniella nigra, роданистый калий и тиомочевину (по 1,0-3,0 г/л), а также индолуксусную, гиберрелиновую и янтарную кислоты (по 0,01-0,03 г/л).

Миниклубни картофеля, в частности, полученные аэропонным методом в условиях фитотрона, можно производить круглогодично, используя биотехнологические установки, гарантирующие изоляцию растений от фитопатогенов и прочих инфекционных агентов (Ahloowalia В.S. Production and performance of potato mini-tubers. Euphytica. 1994, 75, №3, pp. 163-172, Патент РФ №2157064, 1999, Патент RU 2621571, 2016, и др.). Однако миниклубни, произведенные в зимнем и весеннем циклах производства, к моменту посадки в грунт, как правило, не успевают пройти период покоя, что существенно сказывается на их дальнейшей продуктивности.

Известно также, что роданистый калий, тиомочевина, индолуксусная, гиберрелиновая и янтарная кислоты в различной степени и в различных сочетаниях стимулируют рост и развитие растений и находят применение при предпосевной обработке семян и посадочного материала для ускорения их развития в вегетационный период (Рубцов С.Л., Вовчук О.А., Бакунов А.Л., Дмитриева Н.Н., Милехин А.В. Динамика выхода миниклубней картофеля из периода покоя в зависимости от использования различных стимуляторов роста. Молодой ученый. 2016, 27, №3, С. 51-53. Mohammadi М.S., Kashani A., Vazan S., Н. Farshid. Evaluation of potato mini-tubers dormancy breaking affected by various chemicals, genotype and mini-tuber size. International Journal of Biosciences. 2014, 4, №6, p. 100-108).

Известно также, что ультразвуковое воздействие на биологические ткани приводит к увеличеснию проницаемости их клеточных мембран, на чем основан физиотерапевтический метод фонофореза (Акопян В.Б., Ершов А.Ю., Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами, Москва, «ЮРАЙТ», 2016, 223 с.), а также в ряде случаев стимулирует рост и развитие живых организмов, активизируя обменные процессы и возбуждая неспецифические реакции, на которые у организма нет стандартной программы реагирования, что приводит к реализации внутреннего резервного потенциала живой системы (Коржевенко Г.Н., Акопян В.Б., Г.Н. Шангин-Березовский. Скрытый резерв роста и развития живых систем. Вестник сельско-хозяйственной науки, 1988, №4, (380), с. 96-105).

Известно множество различных способов, реализующих воздействие на посадочный материал, в частности, семена перед посевом химическими веществами (Патент RU №2159529), механической или термической обработкой (Патент РФ №2350231; Патент РФ №2249935), влиянию ионизирующих и неионизирующих, излучений (Кузин А.М. «Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы» М., Атомиздат, 1977, 134 с), и т.д. Воздействуют на семена и ультразвуком самых различных частот и интенсивностей или комбинацией ультразвука с другими физико-химическими воздействиями (Патент РФ №2174296).

Семена, как правило, обрабатывают ультразвуком в ванне с водой или водными растворами микроэлементов и биостимуляторов. Наличие водной среды, позволяет избежать потери акустической энергии при ее передаче от преобразователя к семенам, но при этом создает трудности в воспроизведении и интерпретации результатов, поскольку одинакового намачивания и набухания семян трудно достичь даже в сходных условиях, так как скорость набухания зависит от времени пребывания семян в водной среде, от ее температуры, от структуры и состояния оболочки семян и т.д. Очевидно, в основном этими, а также рядом других факторов обусловлен большой разброс результатов исследования эффективности предпосевной обработки семян ультразвуком в водных средах (Акопян В.Б., Хлюпкин В.М., Коновалов Н.Т. Предпосевная стимуляция семян кормовых культур. В кн. «Использование физических и биологических факторов в ветеринарии и животноводстве», М., МВА, 1992, с. 28-29; Акопян В.Б., Абрамов О.В., Коновалов Н.Т. и др. Ультразвуковая предпосевная обработка семян ячменя. Вестник с.-х. Науки, 1991, №1(412), с. 71-74, А.С. 1202092, 1985). Очевидно также, что вышеприведенные ограничения не касаются клубней картофеля, ткань которых имеет клеточную структуру, не подверженную существенным изменениям при контакте клубня с водой и водными растворами.

Известно предложение по предпосевной стимуляции посадочного материала электромагнитным полем промышленной частоты, однако предложение рассматривается только на уровне математической модели и до настоящего времени не нашло промышленного применения (Старухин Р.С., Белицын И.В., Хомутов О.И. Обработка семян с использованием эллиптического электромагнитного поля. Ползуновский вестник, 2009, №4, с. 97-103).

Технический результат предлагаемого изобретения достигается стимуляцией миниклубней картофеля ультразвуком с частотой 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³, в течение 15-360 секунд, в растворе, содержащем биостимуляторы - меланиноподобные вещества из дрожжей Nadsoniella nigra, роданистый калий и тиомочевину (по 1,0-3,0 г/л), а также индолуксусную, гиберрелиновую и янтарную кислоты (по 0,01-0,03 г/л).

Сочетанное воздействие растворами стимуляторов и ультразвука интенсифицирует влияние химических веществ, обеспечивая их быструю доставку в ткань клубня, в том числе и в область глазков, а также обуславливает их неспецифическую стимуляцию.

Сущность изобретения иллюстрируется примерами, не имеющими, однако, ограничительного характера.

Пример 1.

В емкости с водным раствором биостимуляторов (2 г/л роданистого калия, 2 г/л тиомочевины, 0,02 г/л индолуксусной кислоты, 0,02 г/л гибберелиновой кислоты, и 0,02 г/л янтарной кислоты, меланиноподобного вещества выделенного из культуральной жидкости брожения дрожжей Nadsoniella nigra), при температуре 20°С, помещали на 10 минут по 16 миниклубней картофеля сортов «Жуковский ранний» и «Ред Скарлетт», примерно одного размера и массы (18±2 г), полученных при аэропонном выращивании в весенний период и собранных в один день (28.04.18).

После обработки только в растворах биостимуляторов не наблюдали проросших глазков на миниклубнях ни на 7, ни на 14, ни на 21 день (Рис 1а).

Пример 2

В емкость с водным раствором биостимуляторов (2 г/л роданистого калия, 2 г/л тиомочевины, 0,02 г/л индолуксусной кислоты, 0,02 г/л гибберелиновой кислоты, и 0,02 г/л янтарной кислоты, меланиноподобного вещества выделенного из культуральной жидкости брожения дрожжей Nadsoniella nigra, при температуре 20°С, помещали 16 миниклубней картофеля сорта «Жуковский ранний», примерно одного размера и массы (18±2 г), полученных на установке аэропонного выращивания в весенний период и собранных в один день (28.04.18), затем подвергали действию ультразвука с частотой 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³, в течение 0,3 мин.

После комбинированной обработки клубней проросшие глазки на миниклубнях наблюдали на 6 день, на 21 сутки опыта у всех клубней наблюдали прорастание от 4 до 8 (81%) глазков.

Пример 3

В емкость с водным раствором (2 г/л роданистого калия, 2 г/л тиомочевины, 0,02 г/л индолуксусной кислоты, 0,02 г/л гибберелиновой кислоты, и 0,02 г/л янтарной кислоты, меланиноподобного вещества выделенного из культуральной жидкости брожения дрожжей Nadsoniella nigra, при температуре 20°С, помещали 16 миниклубней картофеля сорта «Ред Скарлетт», примерно одного размера и массы (18±2 г), полученных на установке аэропонного выращивания в весенний период и собранных в один день (28.04.18), подвергали действию ультразвука с частотой в пределах 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³, в течение 0,5 мин.

На 20 день после комбинированной обработки миниклубней сорта «Ред Скарлетт» наблюдали прорастание 95% от общего количества глазков (Рис. 1б).

Варьирование параметров комбинированной стимуляции миниклубней картофеля не привело к результатам, заметно превышающим показатели, представленные в Примерах 2 и 3 (Рис 1.а), а некоторые различия, полученные для миниклубней разных сортов, очевидно, обусловлены особенностями сортовой чувствительности.

Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о том, что представленное изобретение обладает заявленными свойствами, и совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение указанного результата.

В результате проведенного анализа уровня техники стимуляции роста и развития растений, аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, не обнаружен, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобраны новые условия, обеспечивающие стимуляцию миниклубней картофеля. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Для заявленного способа, в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, нет препятствий его осуществления на практике с использованием современных технических средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Предлагаемое изобретение расширяет разнообразие возможностей, обеспечивающее оптимальный выбор способа стимуляции миниклубней.

Способ ускоренного снятия периода покоя посредством стимуляции пробуждения и дружных всходов свежеубранных миниклубней картофеля, включающий помещение их в водный раствор, содержащий роданистый калий и тиомочевину по 0,02 г/л, индолилуксусную, гиберрелиновую и янтарную кислоты по 0,02 г/л, а также меланинподобные вещества из дрожжей Nadsoniella nigra в количестве 1,0-3,0 г/л, и характеризующийся тем, что миниклубни в растворе подвергаются действию ультразвука с частотой 22-44 кГц, плотностью акустической мощности 0,3-1,0 Вт/см³ в течение 15-360 с.