Способ проращивания семян зерновых культур для оценки их устойчивости к этиленовому стрессу

Авторы патента:

A01G7/00 - Ботаника, общие вопросы (выращивание растений гидропонным способом A01G 31/00)

A01C1/00 - Способы и устройства для испытания или обработки семян, корней и т.п. перед посевом или посадкой (химикалии для этого A01N 25/00-A01N 65/00)

Владельцы патента RU 2790268:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства, растениеводству и селекции растений, может быть использовано для определения наиболее устойчивых к стрессу сортов зерновых культур, а также в селекционной работе. В способе проращивают семена зерновых культур для оценки их устойчивости к этиленовому стрессу. Проращивание семян осуществляют в термостате в течение 7 суток в рулонах фильтровальной бумаги. Концентрации этилена в воздушной среде в течение всего периода проращивания 1,0-5,0 мг/м³. У проростков также измеряют длину ростка и суммарную длину зародышевых корешков. Способ обеспечивает достижение стабильной продуктивности зерновых культур при неблагоприятных погодных и фитосанитарных условиях вегетации. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, растениеводству и селекции растений.

Известно, что стресс как неспецифическая адаптационная реакция организма на действие любых неблагоприятных факторов сопровождается у растений истощением ресурсов надежности и снижением функциональной активности. При стрессе в клетках растений происходит увеличение синтеза этилена и АБК, торможение деления, роста и поглотительной активности клеток, а также других физиологических и метаболических процессов, осуществляющихся в обычных условиях. Устойчивость растений к стрессовому воздействию зависит от фазы онтогенеза. Наиболее чувствительны растения в молодом возрасте в период появления всходов так как в условиях стресса прежде всего повреждаются те звенья метаболизма, которые связаны с активным ростом (Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. - М: Высшая школа, 1989 С. 414-416.).

Известно, что в ответах растений на различные повреждающие воздействия - механические, химические, биологические участвует этилен. Биосинтез этилена в растениях индуцируют не только повреждающие воздействия различной природы, а также сам этилен. (Кулаева, О.Н. Этилен в жизни растений. // Соросовский образовательный журнал. 1998. - №11. - С.79-80.).

Известны многообразные физиологические функции этилена - он тормозит деление клеток, удлинение проростков, способствует старению тканей, ускоряет созревание плодов, при локальном повреждении растений образует так называемый «стрессовый этилен», который способствует отмиранию и отторжению тканей и органов растений. Этилен интенсивно образуется в растениях на воздействие засухи, жары, повреждений насекомыми, инфекцией, механических травм и др. (Третьяков, Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Под редакции Н.Н. Третьякова. - М.: Колосс, 1998. - С. 381-382.).

Известен способ измерения стрессоустойчивости растений, который заключается в определении пролина в листьях или зерне растений до и после проведения агроприема, с последующим вычислением антистрессового коэффициента. (Способ оценки эффективности агроприемов путем измерения стрессоустойчивости растений. Патент RU №2616820 от 25.11.2015, опубликован 18.04.2017 Бюл. №11).

Недостатком способа является проведение трудоемких, высокоточных полевых опытов с включением вариантов различных агроприемов, использование для анализа листьев и зерна, которые значительно менее чувствительны к воздействию стресс-факторов, по сравнению с интенсивно растущими молодыми растениями, в период появления всходов. А также трудностью оперативного проведения массовых анализов из-за их сложной биохимической технологии данного метода, наличия дорогостоящего оборудования, что ограничивает его широкое использование в практике.

Известен способ определения засухоустойчивости растений, по мнению авторов соответствует заявленному материалу как прототип основанный на учете массы зародышевых корней 7-и суточных проростков, при проращивании семян в рулонах из фильтровальной бумаги в термостате. (Способ определения засухоустойчивости растений. Патент RU №2649015 от 28.12.2015, опубликован 29.03.2018 Бюл. №10).

Недостаток данного способа заключается в том, что засухоустойчивость оценивается только по массе корней проростков, исходя из того, что чем будет большая масса корней, тем растение лучше использует влагу. Однако засухоустойчивость обуславливает не только и не столько масса корней. Не в меньшей степени засухоустойчивость зависит от содержания в клетках корней осмотически активных веществ их сосущей силы, линейных размеров корней, водоудерживающей способности надземных органов. Кроме того, определение массы корней проростков без предварительного их обезвоживания до воздушно-сухого состояния не позволяет с высокой степенью точности оценить их потенциальную засухоустойчивость.

Задача, на решение которой направлено изобретение связана с быстрой и точной оценкой в лабораторных условиях стрессоустойчивости растений различных сортов и коллекционных образцов зерновых культур на воздействие стресс-фактора этилена, на начальных этапах онтогенеза (прорастания семян и формирование проростка), когда молодые растения наиболее стрессочувствительны.

Технически результат от использования изобретения обеспечивает приоритетное использование в растениеводстве устойчивых к этиленовому стрессу сортов в условиях экстремальных абиотических (жара, засуха), биотических (вредители, патогенны, сорные растения) повреждающих факторов воздействия с целью достижения стабильной продуктивности зерновых культур при неблагоприятных погодных и фитосанитарных условиях вегетации.

Технический результат достигается проращиванием семян пшеницы в рулонах из фильтровальной бумаги при температуре 20-22°С в течение 7 суток в термостате, где концентрация этилена в воздушной среде в течение всего периода проращивания составляет 1,0-5,0 мг/м³.

Пример. У исследуемых сортов зерновых культур отбирают выполненные зерновки без видимых поражений болезнями, вредителями и механических повреждений. Сформированные образцы семян по каждому сорту разделяют на 2 части: одну из которых используют в качестве контроля, другую как опытный вариант. После этого по 100 шт семян в 4^х 4-кратной повторности, по каждому варианту размещают в рулонах из фильтровальной бумаги и синтетической полиэтиленовой пленки ориентируя их вертикально вниз зародышем. Расстояние от верхней кромки листа до зерновки составляет 1,5-2,0 см. Рулон располагают вертикально в лабораторных стаканах, наполненных слоем дистиллированной воды высотой до 2 см. Образцы каждого сорта опытных и контрольных вариантов размещают в отдельных лабораторных стаканах. После чего все образцы семян опытных вариантов помещают в термостат, в котором достигается и поддерживается концентрация этилена в воздушной среде на уровне 1,0-5,0 мг/м³. Все образцы семян контрольных вариантов размещают в другом отдельном термостате, где газовый состав воздушной среды соответствует фоновым значениям. Режим проращивания семян опытных и контрольных вариантов идентичный.

По истечению 7 суток по среднеарифметическим результатам 4-повторностей у проростков определяют длину ростка и суммарную длину зародышевых корешков у всех исследуемых образцов сортов опытных и контрольных вариантов.

На основании двух показателей: длины ростка и длины зародышевых корешков ранжируют растения опытных вариантов, по отношению к контролю на минимальную, максимальную и промежуточную степень угнетения.

Растения с минимальным подавлением ростовых процессов - соответствуют группе наиболее стрессоустойчивых сортов, с максимальным угнетением - соответствуют группе наименее стрессоустойчивых сортов, между данными группами сортов соответственно будут среднестрессоустойчивые.

Применение способа позволяет выделить из широкого спектра сортов зерновых культур наиболее устойчивые к абиотическим и биотическим повреждающим воздействиям, обеспечивающих при их внедрении стабильную продуктивность растений в экстремальных погодных и фитосанитарных условиях.

Литература

1. Полевой, В.В. Физиология растений / В.В. Полевой. - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.

2. Кулаева, О.Н. Этилен в жизни растений / О.Н. Кулаева // Соросовский образовательный журнал, 1998. - №11. - С.79-80.

3. Третьяков, Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Под редакции Н.Н. Третьякова. - М.: Колосс, 1998. - 680 с.

4. Патент RU №2649015 от 28.12.2015, Способ определения засухоустойчивости растений, опубликован 29.03.2018 Бил №10

5. Патент RU №2616820 от 25.11.2015, Способ оценки эффективности агроприемов путем измерения стрессоустойчивости растений, опубликован 18.04.2017 Бюл. №11

1. Способ проращивания семян зерновых культур для оценки их устойчивости к этиленовому стрессу, отличающийся тем, что проращивание семян зерновых культур осуществляют в термостате в течение 7 суток в рулонах фильтровальной бумаги при концентрации этилена в воздушной среде в течение всего периода проращивания 1,0-5,0 мг/м³.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что у проростков измеряют длину ростка и суммарную длину зародышевых корешков.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, биохимии и агрохимии, а именно к растительной диагностике определения недостатка питания растений. Способ включает определение уровня содержания хлорофилла в растениях на основной площади посева в полевых условиях портативным устройством.

Способ определения доз минеральных удобрений на основании данных мониторинга и функциональной диагностики посевов // 2786238

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает проведение спутникового мониторинга состояния посевов на конкретном поле с последующим построением карт вегетации на основании индекса NDVI и определением проблемных участков, на которых проводится отбор растительных образцов для экспресс-анализа.

Сканирующее устройство двухцветной лазерной развертки для обработки вегетирующих растений с бпла // 2786004

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложено сканирующее устройство двухцветной лазерной развертки для обработки вегетирующих растений с БПЛА, которое включает в себя два лазера в красном и синем спектральном диапазоне длин волн, два четырехгранных полигональных зеркала строчной развертки, воспринимающих лучи лазеров и развертывающих их в горизонтальную строчную лучевую плоскость, два зеркала, возвращающих прошедшие лазерные лучи на четырехгранную зеркальную призму, и оптомеханический блок кадровой развертки, преобразующий горизонтальные строчные лучевые плоскости в ряд вертикально-горизонтальных лучевых плоскостей.

Способ внекорневой подкормки рисового агроценоза молибденом в условиях кубани // 2785660

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам выращивания риса. Способ включает предварительное исследование риса на содержание молибдена, ранжирование его на три группы с разным содержанием молибдена и определение необходимости обработки риса водным раствором молибдена в зависимости от содержания молибдена в нем.

Способ детектирования аномального развития агрофитоценозов в пределах сельскохозяйственного полигона // 2785225

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к методам дистанционного зондирования земли и методам обработки изображения. Может быть использована для оценки состояния растительного покрова.

Способ подбора почвопокровных культур и расчет норм высева // 2781776

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам высева почвопокровных культур в промежуточном посеве. В способе в севообороте в период, свободный от возделывания основных культур, в необработанную после уборки основной культуры почву осуществляют промежуточный посев с помощью сеялки прямого сева на глубину посева 3-5 см смеси подобранных почвопокровных культур: по 3 культуры из 3 основных семейств – семейства злаковых, бобовых и крестоцветных + 3 культуры из других семейств, выполняющих агрономические ценные функции для формирования плодородия почвы.

Способ получения посадочного материала хвойных пород из семян // 2781628

Изобретение относится к области лесного хозяйства. Способ включает подготовку семян к посеву и посев в почвенный субстрат.

Способ управления возделыванием зерновых культур // 2781470

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ заключается в том, что на поле рабочим составом агрегатов выполняют технологические операции агротехнологии, при этом предпосевные операции выполняют без огрехов обработки.

Способ внекорневой обработки растений риса молибденом в условиях краснодарского края // 2780852

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам выращивания риса. Способ включает предварительное исследование риса на содержание молибдена, ранжирование риса на три группы с разным содержанием молибдена и определение необходимости обработки риса 1,0%-ным водным раствором молибдена в зависимости от содержания молибдена в нем.

Способ листовой диагностики потребности растений в минеральных элементах питания // 2780843

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно к агрономической химии, и может быть использовано для диагностики потребности растений в элементах питания. Способ диагностики включает в себя засветку на фотометре раствора со смесью солей испытываемых элементов питания, суспензии хлоропластов растений, краски Тильманса и хлористого натрия.

Решетный стан для предпосевной обработки семян // 2790132

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для очистки и обработки семян сельскохозяйственных культур. Устройство для предпосевной обработки семян содержит решето с размером ячеек меньше размера семян, привод его в колебательные движения, бункер для подачи семян на решето, вентилятор, с образованными двумя каналами, воздуховодом, расположенным снизу решета, и поддон для сбора обработанных семян.